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KR20080079828A - Laser processing apparatus and method - Google Patents

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KR20080079828A
KR20080079828A KR1020070020329A KR20070020329A KR20080079828A KR 20080079828 A KR20080079828 A KR 20080079828A KR 1020070020329 A KR1020070020329 A KR 1020070020329A KR 20070020329 A KR20070020329 A KR 20070020329A KR 20080079828 A KR20080079828 A KR 20080079828A
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KR
South Korea
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laser
laser beam
mirror
processing apparatus
processing
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Ceased
Application number
KR1020070020329A
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Korean (ko)
Inventor
홍은정
정원철
김태현
이학용
이동준
유태경
임재관
Original Assignee
주식회사 이오테크닉스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to PCT/KR2008/001135 priority patent/WO2008105631A1/en
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Abstract

입사되는 레이저 빔을 적어도 둘 이상으로 분할하고, 레이저 빔의 조사 방향과 반대 방향으로 스테이지를 이동시켜 대상물을 가공하여, 대상물 가공 품질과 효율을 증대시키기 위한 레이저 가공 장치 및 방법을 제시한다.The present invention provides a laser processing apparatus and method for dividing an incident laser beam into at least two or more, and processing a target by moving a stage in a direction opposite to the direction in which the laser beam is irradiated.

본 발명의 레이저 가공 장치는 레이저 발생 수단으로부터 출사되는 레이저 빔을 적어도 둘 이상으로 분할하는 빔 분할 수단, 빔 분할 수단에서 분할된 레이저 빔을 입력받아, 대상물의 가공 위치에 반복 주사되도록 반사하는 빔 스캐너 및 대상물을 가공하는 동안, 대상물이 안착되는 스테이지를 상기 레이저 빔이 조사되는 방향과 반대 방향으로 적어도 1회 이송시키는 스테이지 이송 수단을 포함하여, 낮은 에너지를 갖는 레이저 빔으로 대상물을 복수회 가공하는 효과를 얻을 수 있어 좁은 선폭을 보장할 수 있고, 복수 개로 분할된 레이저 빔이 동시에 대상물에 조사되기 때문에 높은 가공 속도를 보장할 수 있으며, 대상물에 레이저 빔이 조사되는 방향과 반대 방향으로 스테이지를 이송함으로써, 대상물 가공 속도를 더욱 개선할 수 있다.The laser processing apparatus of the present invention receives a beam splitting means for dividing a laser beam emitted from the laser generating means into at least two or more, and a beam scanner that receives the laser beam split by the beam splitting means and repeatedly reflects the laser beam to the processing position of the object. And stage transfer means for transferring the stage on which the object is to be seated, at least once, in a direction opposite to the direction in which the laser beam is irradiated, while processing the object, the effect of processing the object multiple times with a laser beam having a low energy. It is possible to ensure a narrow line width and to ensure a high processing speed because a plurality of divided laser beams are irradiated to the object at the same time, by moving the stage in the direction opposite to the direction in which the laser beam is irradiated to the object In addition, the processing speed of the object can be further improved.

Description

레이저 가공 장치 및 방법{Laser Processing Apparatus and Method}Laser Processing Apparatus and Method

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 레이저 가공 장치의 구성도,1 is a block diagram of a laser processing apparatus according to a first embodiment of the present invention,

도 2는 도 1에 도시한 빔 스캐너의 일 예시도,FIG. 2 is an exemplary view of the beam scanner shown in FIG. 1;

도 3a 및 3b는 도 1에 도시한 빔 분할 수단의 제 1 예시도 및 분할 빔의 단면도,3A and 3B are a first illustration of the beam splitting means shown in FIG. 1 and a cross sectional view of a split beam;

도 4a 및 4b는 도 1에 도시한 빔 분할 수단의 제 2 예시도 및 분할 빔의 단면도,4A and 4B are a second illustration of the beam splitting means shown in FIG. 1 and a cross sectional view of a split beam;

도 5a 및 5b는 도 1에 도시한 빔 분할 수단의 제 3 예시도 및 분할 빔의 단면도,5A and 5B are a third illustration of the beam splitting means shown in FIG. 1 and a cross sectional view of a split beam;

도 6a 및 6b는 도 1에 도시한 빔 분할 수단의 제 4 예시도 및 분할 빔의 단면도,6A and 6B are a fourth illustration of the beam splitting means shown in FIG. 1 and a sectional view of a split beam;

도 7은 본 발명에 적용되는 폴리곤 미러를 이용한 대상물 가공 개념을 설명하기 위한 도면,7 is a view for explaining a concept of object processing using a polygon mirror applied to the present invention,

도 8은 폴리곤 미러를 이용하여 대상물을 가공하는 경우 빔의 중첩 개념을 설명하기 위한 도면,8 is a view for explaining a concept of overlapping beams when processing an object using a polygon mirror;

도 9은 폴리곤 미러를 적용한 경우, 본 발명의 제 1 실시예에 의한 레이저 가공 장치의 개략 구성도,9 is a schematic configuration diagram of a laser machining apparatus according to a first embodiment of the present invention when a polygon mirror is applied;

도 10는 오차 보정 기능을 갖는 폴리곤 미러를 적용한 레이저 가공 장치의 구성도,10 is a configuration diagram of a laser processing apparatus to which a polygon mirror having an error correction function is applied;

도 11은 폴리곤 미러의 반사면 모서리 부분에서 에너지 손실이 발생하는 현상을 설명하기 위한 도면,FIG. 11 is a view for explaining a phenomenon in which energy loss occurs at a corner of a reflective surface of a polygon mirror; FIG.

도 12a 및 12b는 레이저 빔의 입사에 따른 폴리곤 미러에서의 에너지 손실 관계를 설명하기 위한 도면,12A and 12B are diagrams for explaining an energy loss relationship in a polygon mirror according to the incidence of a laser beam;

도 13는 레이저 빔이 폴리곤 미러의 복수의 반사면을 커버리지하도록 입사되는 경우 폴리곤 미러를 이용한 대상물 가공 개념을 설명하기 위한 도면,FIG. 13 is a view for explaining an object processing concept using a polygon mirror when a laser beam is incident to cover a plurality of reflective surfaces of the polygon mirror; FIG.

도 14은 AOD를 적용한 경우, 본 발명의 제 1 실시예에 의한 레이저 가공 장치의 구성도,14 is a configuration diagram of a laser processing apparatus according to a first embodiment of the present invention when AOD is applied;

도 15는 대상물을 이송시키면서 레이저를 이용하여 대상물 가공시 부산물이 배출되는 것을 설명하기 위한 도면,15 is a view for explaining that by-products are discharged when processing the object using a laser while transporting the object,

도 16은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 레이저 가공 장치의 구성도,16 is a configuration diagram of a laser processing apparatus according to a second embodiment of the present invention;

도 17은 도 16에 도시한 빔 성형부의 상세 구성도,17 is a detailed configuration diagram of the beam shaping unit shown in FIG. 16;

도 18은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 레이저 가공 장치를 이용한 대상물 가공시 부산물이 승화하는 것을 설명하기 위한 도면,18 is a view for explaining sublimation of by-products when processing an object using a laser processing apparatus according to a second embodiment of the present invention;

도 19a 내지 19d는 일반적인 레이저 가공 장치에서 레이저 빔이 대상물에 반복 조사되는 개념을 설명하기 위한 도면,19A to 19D are views for explaining a concept of repeatedly irradiating a laser beam to an object in a general laser processing apparatus;

도 20는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 레이저 가공 장치의 개략 구성도,20 is a schematic configuration diagram of a laser machining apparatus according to a third embodiment of the present invention;

도 21은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 레이저 가공 장치에 의하여 대상물 표면이 균일하게 가공되는 개념을 설명하기 위한 도면,21 is a view for explaining the concept that the object surface is uniformly processed by the laser processing apparatus according to a third embodiment of the present invention;

도 22는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 레이저 가공 장치의 개략 구성도,22 is a schematic configuration diagram of a laser machining apparatus according to a fourth embodiment of the present invention;

도 23a 내지 23d는 도 32에 도시한 레이저 가공 장치를 이용하여 대상물을 가공하는 예를 설명하기 위한 도면,23A to 23D are views for explaining an example of processing an object using the laser processing apparatus shown in FIG. 32;

도 24는 본 발명에 적용되는 스테이지의 일 예시도,24 is an exemplary diagram of a stage applied to the present invention;

도 25a 내지 25d는 도 24에 도시한 스테이지 각 부의 상세 구성도,25A to 25D are detailed configuration diagrams of each stage shown in FIG. 24;

도 26는 본 발명에 적용되는 열전소자의 일 예시도,26 is an exemplary diagram of a thermoelectric device applied to the present invention;

도 27은 본 발명의 제 5 실시예에 의한 레이저 가공 장치의 구성도,27 is a configuration diagram of a laser machining apparatus according to a fifth embodiment of the present invention;

도 28은 도 27에 도시한 레이저 가공 장치의 제 1 변형 예시도,28 is a diagram showing a first modification of the laser processing apparatus shown in FIG. 27;

도 29는 도 27에 도시한 레이저 가공 장치의 제 2 변형 예시도,29 is a second modified example of the laser processing device shown in FIG. 27;

도 30은 도 27에 도시한 레이저 가공 장치의 제 3 변형 예시도,30 is a third modified example of the laser processing device shown in FIG. 27;

도 31은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 흐름도,31 is a flowchart for explaining a laser processing method according to the first embodiment of the present invention;

도 32는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 흐름도,32 is a flowchart for explaining a laser processing method according to a second embodiment of the present invention;

도 33은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 흐름도,33 is a flowchart for explaining a laser processing method according to a third embodiment of the present invention;

도 34는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 흐름도,34 is a flowchart for explaining a laser processing method according to a fourth embodiment of the present invention;

도 35는 도 34에 도시한 대상물 가공 과정의 일 실시예를 설명하기 위한 흐 름도,FIG. 35 is a flowchart illustrating an embodiment of an object processing process shown in FIG. 34;

도 36a 및 36b는 도 35에서 설명한 가공 과정에 따라 대상물을 가공한 예를 설명하기 위한 도면,36A and 36B are views for explaining an example in which an object is processed according to the processing described with reference to FIG. 35;

도 37은 도 34에 도시한 대상물 가공 과정의 다른 실시예를 설명하기 위한 흐름도,37 is a flowchart for explaining another embodiment of the object processing process shown in FIG. 34;

도 38a 및 38b는 도 37에서 설명한 가공 과정에 따라 대상물을 가공한 예를 설명하기 위한 도면,38A and 38B are views for explaining an example of processing an object according to the processing described in FIG. 37;

도 39는 본 발명의 제 5 실시예에 의한 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.39 is a flowchart for explaining the laser processing method according to the fifth embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

101 : 제어부 103 : 레이저 발생 수단101 control unit 103 laser generating means

105 : 빔 분할 수단 107 : 드라이버105: beam splitting means 107: driver

109 : 입력부 111 : 출력부109: input unit 111: output unit

113 : 저장부 115 : 빔 스캐너113: storage unit 115: beam scanner

117 : 광학계 119 : 대상물117: optical system 119: object

121 : 스테이지 123 : 스테이지 이송 수단121: stage 123: stage transfer means

125 : 오차 보정 수단 127 : 인코더125: error correction means 127: encoder

129 : 미러 131 : 빔 성형부129 mirror 131 beam forming part

11 : 회전축 12 : 반사면11: rotating shaft 12: reflecting surface

200 : 액츄에이터 202 : 오차보정용 미러200: actuator 202: error correction mirror

300 : 고주파 드라이버 302 : AOD300: high frequency driver 302: AOD

1310 : 제 1 원통형 렌즈 1311 : 제 2 원통형 렌즈1310: first cylindrical lens 1311: second cylindrical lens

400 : 마스크 500 : 챔버400: mask 500: chamber

502 : 열전소자 504 : 단열수단502: thermoelectric element 504: heat insulation means

506 : 가습수단 508 : 센서506: humidification means 508: sensor

510 : 해빙수단510: thawing means

본 발명은 레이저 가공 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 입사되는 레이저 빔을 적어도 둘 이상으로 분할하고, 레이저 빔의 조사 방향과 반대 방향으로 스테이지를 이동시켜 대상물을 가공하여, 대상물 가공 품질과 효율을 증대시키기 위한 레이저 가공 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a laser processing apparatus and method, and more particularly, to divide an incident laser beam into at least two or more, and to process the object by moving the stage in a direction opposite to the irradiation direction of the laser beam, A laser processing apparatus and method for increasing efficiency.

일반적으로 웨이퍼, 금속, 플라스틱과 같은 다양한 재료를 이용하여 물품을 제조하기 위해서는 절단, 그루빙 등과 같은 가공 절차가 필요하며, 이러한 가공 절차는 후속 공정에서의 품질 및 생산성에 큰 영향을 미치기 때문에 매우 중요한 의미를 갖는다.In general, manufacturing an article using a variety of materials such as wafers, metals, and plastics requires processing procedures such as cutting, grooving, etc., which are important because they have a significant impact on quality and productivity in subsequent processes. Has meaning.

이러한 가공 절차를 위하여 최근에는 레이저를 이용하고 있으며, 레이저를 이용한 가공 방법은 높은 자외선 영역(250~360nm)의 레이저 빔을 대상물 표면에 집속시킴으로써, 가열 및 화학 작용을 유발시켜 집속 부위가 제거되도록 하는 방법이 다.Recently, a laser has been used for such a processing procedure, and a laser processing method focuses a laser beam in a high ultraviolet region (250 to 360 nm) on the surface of an object, causing heating and chemical action to remove a focused portion. That's how it is.

최근들어, 반도체 시장에서는 웨이퍼당 칩 생산량을 높이는 방법으로서 웨이퍼 상의 칩들간의 간격을 줄여 웨이퍼 당 칩 개수를 늘리기도 한다. 이에 따라 산업체에서는 15㎛ 정도의 매우 좁은 웨이퍼 가공 선폭을 요구하기도 한다. 이와 같은 좁은 선폭을 만족시키기 위해서는 가공 선폭 주의의 깨짐을 줄이도록 레이저 빔의 가공 중첩도 즉, 레이저 주파수를 높이고 빔 강도를 비교적 낮게 유지하는 것이 필요하다. 그러나, 현재 사용 중인 레이저는 그 특성상 레이저 빔의 주파수가 증가할수록 파워가 감소하게 되어 있어 가공 품질을 향상시킬 수는 있지만 가공 시간을 보장할 수 없는 문제가 있다. 또한, 가공 속도를 향상시키기 위하여 낮은 주파수의 레이저 빔을 사용하게 되면, 가공 대상물로 레이저 빔이 과입열되어 선폭이 증가하여 미세 가공을 할 수 없게 된다.In recent years, in the semiconductor market, a method of increasing chip yield per wafer has increased the number of chips per wafer by reducing the gap between chips on the wafer. As a result, the industry may require a very narrow wafer processing line width of about 15 mu m. In order to satisfy such narrow linewidth, it is necessary to increase the processing overlap of the laser beam, that is, increase the laser frequency and keep the beam intensity relatively low so as to reduce the breakage of the processing linewidth attention. However, the laser currently in use has a problem in that the power decreases as the frequency of the laser beam increases, thereby improving the processing quality, but there is a problem in that the processing time cannot be guaranteed. In addition, when using a laser beam of a low frequency in order to improve the processing speed, the laser beam is overheated by the object to be processed to increase the line width, which makes fine processing impossible.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 레이저 빔의 강도를 유지하면서 가공 속도를 향상시킬 수 있는 레이저 가공 장치 및 방법을 제공하는 데 그 기술적 과제가 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and there is a technical problem to provide a laser processing apparatus and method capable of improving the processing speed while maintaining the intensity of the laser beam.

본 발명의 다른 기술적 과제는 레이저 빔을 대상물로 조사하기 전, 적어도 둘 이상으로 분할하여 분할된 빔의 강도는 분할 전 빔의 강도와 동일하게 유지하면서, 분할된 빔의 개수만큼 파워를 증가시켜 가공 효율을 향상시키고, 분할된 레이저 빔을 조사함과 동시에 빔의 조사 방향과 반대 방향으로 스테이지를 이송시켜, 가공 속도를 향상시킬 수 있도록 한다.According to another aspect of the present invention, before irradiating a laser beam to an object, by dividing the laser beam into at least two or more, the intensity of the divided beam is maintained by increasing the power by the number of divided beams while maintaining the same intensity as the beam before dividing. The efficiency is improved and the stage is moved in the direction opposite to the beam irradiation direction while irradiating the split laser beam, thereby improving the processing speed.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제 1 실시예에 의한 레이저 가공 장치는 레이저 발생 수단으로부터 출사되는 레이저 빔을 적어도 둘 이상으로 분할하는 빔 분할 수단; 상기 빔 분할 수단에서 분할된 레이저 빔을 입력받아, 대상물의 가공 위치에 반복 주사되도록 반사하는 빔 스캐너; 및 상기 대상물을 가공하는 동안, 상기 대상물이 안착되는 스테이지를 상기 레이저 빔이 조사되는 방향과 반대 방향으로 적어도 1회 이송시키는 스테이지 이송 수단;을 포함한다.Laser processing apparatus according to a first embodiment of the present invention for achieving the above-described technical problem beam splitting means for dividing the laser beam emitted from the laser generating means into at least two or more; A beam scanner that receives the laser beam split by the beam splitting means and reflects the laser beam to be repeatedly scanned at the processing position of the object; And stage transfer means for transferring the stage on which the object is to be seated, at least once, in a direction opposite to the direction in which the laser beam is irradiated, while processing the object.

본 발명의 제 2 실시예에 의한 레이저 가공 장치는 레이저를 방사하는 복수 개의 레이저 발생 수단; 상기 복수 개의 레이저 발생 수단에서 방사되는 각각의 레이저 빔을 각각 입력받아 적어도 둘 이상으로 분할하는 복수 개의 빔 분할 수단; 상기 빔 분할 수단 각각에서 분할된 레이저 빔을 동일한 위치로 반사시키는 복수 개의 미러; 상기 복수 개의 미러 각각에 설치되어, 상기 미러의 각도 및 위치를 조절하는 엑츄에이터; 상기 복수 개의 미러 각각으로부터 반사되는 레이저 빔을 입력받아 반사시키는 반사미러; 및 상기 반사 미러에서 반사되는 레이저 빔을 집광하여 상기 대상물로 조사하는 광학계;를 포함한다.A laser machining apparatus according to a second embodiment of the present invention comprises: a plurality of laser generating means for emitting a laser; A plurality of beam splitting means for receiving the respective laser beams emitted from the plurality of laser generating means and splitting them into at least two; A plurality of mirrors for reflecting the laser beam split by each of the beam splitting means to the same position; An actuator installed at each of the plurality of mirrors to adjust an angle and a position of the mirror; A reflection mirror which receives and reflects a laser beam reflected from each of the plurality of mirrors; And an optical system that collects a laser beam reflected from the reflection mirror and irradiates the object.

본 발명의 제 3 실시예에 의한 레이저 가공 장치는 레이저를 방사하는 복수 개의 레이저 발생 수단; 상기 복수 개의 레이저 발생 수단에서 방사되는 각각의 레이저 빔을 각각 입력받아 적어도 둘 이상으로 분할하는 복수 개의 빔 분할 수단; 복수의 반사면을 가지고 회전축을 중심으로 회전하며, 상기 빔 분할 수단 각각에서 분할된 레이저 빔을 각각 입력받아 반사하는 복수 개의 폴리곤 미러; 상기 복수 개 의 폴리곤 미러 각각으로부터 반사되는 레이저 빔을 각각 반사시키는 복수개의 반사 미러; 및 상기 반사 미러에서 반사되는 레이저 빔을 집광하여 상기 대상물로 조사하는 광학계;를 포함한다.A laser machining apparatus according to a third embodiment of the present invention comprises: a plurality of laser generating means for emitting a laser; A plurality of beam splitting means for receiving the respective laser beams emitted from the plurality of laser generating means and splitting them into at least two; A plurality of polygon mirrors having a plurality of reflecting surfaces and rotating about a rotation axis, the plurality of polygon mirrors receiving and reflecting laser beams respectively divided by the beam splitters; A plurality of reflection mirrors each reflecting a laser beam reflected from each of the plurality of polygon mirrors; And an optical system that collects a laser beam reflected from the reflection mirror and irradiates the object.

본 발명의 제 4 실시예에 의한 레이저 가공 장치는 레이저를 방사하는 레이저 발생 수단; 상기 레이저 발생 수단에서 방사되는 레이저 빔을 입력받아 적어도 둘 이상으로 분할하는 복수 개의 빔 분할 수단; 상기 빔 분할 수단에서 분할된 각각의 레이저 빔을 두 개로 분할하는 빔 분할기; 복수의 반사면을 가지고 회전축을 중심으로 회전하며, 상기 빔 분할기에서 투과 또는 반사된 레이저 빔을 각각 입력받아 반사하는 복수 개의 폴리곤 미러; 상기 복수 개의 폴리곤 미러 각각으로부터 반사되는 레이저 빔을 각각 반사시키는 복수개의 반사 미러; 및 상기 반사 미러에서 반사되는 레이저 빔을 집광하여 상기 대상물로 조사하는 광학계;를 포함한다.A laser machining apparatus according to a fourth embodiment of the present invention comprises: laser generating means for emitting a laser; A plurality of beam splitting means for receiving the laser beam radiated from the laser generating means and dividing the beam into at least two; A beam splitter for splitting each laser beam split by the beam splitting means into two; A plurality of polygon mirrors each having a plurality of reflective surfaces and rotating around a rotation axis, the plurality of polygon mirrors receiving and reflecting laser beams transmitted or reflected by the beam splitter; A plurality of reflection mirrors each reflecting a laser beam reflected from each of the plurality of polygon mirrors; And an optical system that collects a laser beam reflected from the reflection mirror and irradiates the object.

한편, 본 발명의 제 1 실시예에 의한 레이저 가공 방법은 상기 대상물을 스테이지에 안착시키는 단계; 상기 대상물의 종류 및 가공 목적에 따라 제어 파라미터를 설정하는 단계; 빔 스캐너를 구동하고, 스테이지 이송 수단을 구동하여 상기 스테이지를 기설정된 속도로 이송하는 단계; 레이저 빔을 방출하는 단계; 상기 방출된 레이저 빔을 적어도 둘 이상으로 분할하여 상기 빔 스캐너로 조사하는 단계; 상기 빔 스캐너로부터 반사된 레이저 빔을 상기 대상물에 조사하는 단계;를 포함하고, 상기 스테이지는 상기 레이저 빔이 조사되는 방향과 반대 방향으로 이송하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the laser processing method according to a first embodiment of the present invention comprises the steps of mounting the object on the stage; Setting control parameters according to the type and processing purpose of the object; Driving a beam scanner and driving a stage transport means to transport the stage at a predetermined speed; Emitting a laser beam; Dividing the emitted laser beam into at least two and irradiating the beam scanner with the beam scanner; And irradiating the object with the laser beam reflected from the beam scanner, wherein the stage moves in a direction opposite to the direction in which the laser beam is irradiated.

또한, 본 발명의 제 2 실시예에 의한 레이저 가공 방법은 다중 계층으로 형 성된 대상물을 레이저 가공하기 위한 방법으로서, 상기 다중 계층으로 형성된 대상물의 각 계층에 따른 가공 파라미터를 설정하는 제 1 단계; 상기 대상물의 가공 영역에 노출된 계층에 대하여 설정된 상기 가공 파라미터에 따라, 적어도 둘 이상으로 분할된 레이저 빔을 조사하여 레이저 가공을 수행하는 제 2 단계; 상기 다중 계층으로 형성된 대상물의 모든 계층에 대한 가공이 수행되었는지 확인하는 제 3 단계; 및 상기 제 3 단계의 확인 결과, 모든 계층에 대한 가공이 완료되지 않은 경우 상기 제 2 단계로 진행하는 제 4 단계;를 포함한다.In addition, the laser processing method according to a second embodiment of the present invention is a method for laser processing an object formed in a multi-layer, comprising: a first step of setting the processing parameters for each layer of the object formed of the multi-layer; A second step of performing laser processing by irradiating at least two divided laser beams according to the processing parameters set for the layer exposed to the processing region of the object; A third step of confirming whether processing has been performed for all layers of the object formed of the multiple layers; And a fourth step of proceeding to the second step when the processing for all layers is not completed as a result of the checking of the third step.

아울러, 본 발명의 제 3 실시예에 의한 레이저 가공 방법은 다중 계층으로 형성된 대상물을 레이저 가공하기 위한 방법으로서, 적어도 둘 이상으로 분할된 레이저 빔을 상기 대상물에 조사하여 상기 다중 계층으로 형성된 대상물의 가공 영역을 커팅하는 제 1 단계; 및 상기 커팅된 대상물의 가공 영역을 힐링하는 제 2 단계;를 포함한다.In addition, the laser processing method according to the third embodiment of the present invention is a method for laser processing an object formed in a multi-layer, processing the object formed in the multi-layer by irradiating the object with a laser beam divided into at least two or more Cutting a region; And a second step of healing the processing region of the cut object.

본 발명의 제 4 실시예에 의한 레이저 가공 방법은 상기 대상물을 스테이지에 안착시키는 단계; 상기 대상물의 종류 및 가공 목적에 따라 제어 파라미터를 설정하는 단계; 제 1 및 제 2 엑츄에이터에 의해 제 1 및 제 2 미러의 기울기 및 위치를 조절하는 단계; 반사미러를 구동하는 단계; 상기 스테이지를 기 설정된 속도로 이송하는 단계; 복수의 레이저 발생 수단 각각으로부터 레이저 빔을 방출하는 계; 상기 복수의 레이저 발생 수단 각각으로부터 방출되는 레이저 빔을 각각 적어도 둘 이상으로 분할하여, 각각 제 1 및 제 2 미러로 입사시키는 단계; 및 상기 제 1 및 제 2 미러를 통해 상기 반사미러로 입사된 레이저 빔을 상기 대상물로 조사하 는 단계;를 포함한다.Laser processing method according to a fourth embodiment of the present invention comprises the steps of mounting the object on the stage; Setting control parameters according to the type and processing purpose of the object; Adjusting the tilt and position of the first and second mirrors by the first and second actuators; Driving a reflection mirror; Transferring the stage at a preset speed; A system for emitting a laser beam from each of the plurality of laser generating means; Dividing the laser beams emitted from each of the plurality of laser generating means into at least two and then entering the first and second mirrors, respectively; And irradiating a laser beam incident on the reflective mirror through the first and second mirrors to the object.

본 발명은, 레이저 가공 장치로 입사되는 레이저 빔을 복수 개로 나누게 되면 분할된 빔들이 분할되기 전의 강도를 유지하면서 분할된 빔의 개수만큼 파워를 증가시킬 수 있고, 분할된 빔의 개수배만큼 레이저 빔의 주파수를 증가시키는 효과를 줄 수 있다는 점에 착안하였다. 예를 들어, 200kHz, 4W의 레이저 빔을 이용한 대상물 가공은 100kHz, 2W의 레이저 빔과 동일한 강도를 갖게 되므로, 100kHz, 6W의 레이저 빔을 3분할 하여 대상물을 가공한다면 보다 좁은 선폭을 보장할 수 있다. 또한, 파워가 6W이므로 가공 속도 또한 향상시킬 수 있으며, 3배의 빔 중첩 효과를 얻을 수 있는 것이다. 마찬가지로, 100kHz, 8W의 레이저 빔을 4분할하여 대상물을 가공한다면 더욱 좁은 선폭과 더욱 높은 속도로 대상물을 가공할 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다.According to the present invention, when the laser beam incident to the laser processing apparatus is divided into a plurality, the power can be increased by the number of the divided beams while maintaining the intensity before the divided beams are divided, and the number of the divided beams is increased by the number of the divided beams. It was conceived that it could give an effect of increasing the frequency of. For example, processing an object using a laser beam of 200 kHz and 4 W has the same intensity as a laser beam of 100 kHz and 2 W, and thus, narrowing the line width can be ensured if the object is processed by splitting the laser beam of 100 kHz and 6 W into three parts. . In addition, since the power is 6W, the machining speed can be improved, and the beam overlapping effect of 3 times can be obtained. Likewise, if the object is processed by dividing the laser beam of 100 kHz and 8 W into four parts, the object can be processed at a narrower line width and at a higher speed.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

레이저 빔 분할 및 스테이지 이송 기능을 갖는 레이저 가공 장치Laser processing unit with laser beam splitting and stage transport

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 레이저 가공 장치의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a laser processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 것과 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 의한 레이저 가공 장치는 전체적인 동작을 제어하는 제어부(101), 지정된 구경의 레이저 빔을 출력하기 위한 레이저 발생 수단(103), 레이저 발생 수단(103)에서 출사되는 레이저 빔을 적어도 둘 이상으로 분할하는 빔 분할 수단(105), 빔 스캐너(115)를 구동하는 드라이 버(107), 제어 파라미터 및 제어 명령을 입력하기 위한 입력부(109), 작동 상태 등의 정보를 표시하기 위한 출력부(111), 데이터 저장을 위한 저장부(113), 빔 분할 수단(105)으로부터 출사되는 레이저 빔이 대상물 가공 위치의 지정된 구간에 직선으로 반복 주사되도록 하는 빔 스캐너(115), 빔 스캐너(115)에서 반사된 레이저 빔을 집광하여 대상물 상에 조사하는 광학계(117) 및 대상물(119)을 가공하는 동안 대상물(119)이 안착된 스테이지(121)를 레이저 빔의 조사 방향과 반대 방향으로 적어도 1회 이송시키는 스테이지 이송 수단(123)을 포함한다. 여기에서, 광학계(117)는 집광렌즈로 구현할 수 있다.As shown in Fig. 1, the laser processing apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a control unit 101 for controlling the overall operation, a laser generating means 103 for outputting a laser beam of a specified aperture, and a laser generating means. Beam splitter 105 for dividing the laser beam emitted from 103 into at least two, a driver 107 for driving the beam scanner 115, an input unit 109 for inputting control parameters and control commands, An output unit 111 for displaying information such as an operation state, a storage unit 113 for data storage, and a laser beam emitted from the beam dividing unit 105 are repeatedly scanned in a straight line in a designated section of the object processing position. The optical system 117 for collecting and irradiating the laser beam reflected by the beam scanner 115, the laser beam reflected from the beam scanner 115, and the stage 121 on which the object 119 is seated while processing the object 119 is lasered. beam Stage feeding means 123 for feeding at least once in the direction opposite to the irradiation direction of the. Here, the optical system 117 may be implemented as a condenser lens.

이러한 레이저 가공 장치를 이용하여 대상물(119)을 가공하는 경우, 먼저 입력부(109)를 통해 제어 파라미터를 설정하는데, 이러한 설정 과정은 가공 대상물의 종류 및 가공 형태에 따라 기 설정된 메뉴로 등록하여 저장부(113)에 저장하여 두고, 메뉴를 호출하여 용이하게 수행할 수 있다.When the object 119 is processed using the laser processing apparatus, first, the control parameter is set through the input unit 109. The setting process is performed by registering a preset menu according to the type and processing type of the object to be stored. Stored in 113, and can be easily performed by calling the menu.

제어 파라미터의 설정이 완료되면, 드라이버(107)에 의해 빔 스캐너(115)를 구동한다.When the setting of the control parameters is completed, the beam scanner 115 is driven by the driver 107.

빔 스캐너(115)는 갈바노미터 스캐너 또는 서보모터를 이용한 반사 장치를 이용하여 구현할 수 있다. 보다 구체적으로, 빔 스캐너(115)는 도 2에 도시한 것과 같이, 하나 또는 두 개의 모터(310, 330), 모터(310, 330)의 회전축에 각각 연결되어 지정된 각도 및 방향(좌우 또는 상하)에 따라 회전을 반복하는 미러(320, 340)를 포함한다.The beam scanner 115 may be implemented using a reflector using a galvanometer scanner or a servomotor. More specifically, as shown in FIG. 2, the beam scanner 115 is connected to one or two motors 310 and 330 and a rotation axis of the motors 310 and 330, respectively, to designate angles and directions (left and right or up and down). Mirrors 320 and 340 to repeat the rotation according to.

빔 분할 수단(105)으로부터 제 2 미러(340)로 입사되는 레이저 빔은 제 1 미 러(320)로 반사된다. 이어서, 제 1 미러(320)에서 반사되는 레이저 빔은 광학계(117)로 조사되고, 광학계(117)를 통과한 레이저 빔은 대상물(119)로 조사된다. 여기에서, 미러(320, 340)는 가공 목적에 따라 하나 또는 두개 모두 사용할 수 있다.The laser beam incident from the beam splitter 105 to the second mirror 340 is reflected to the first mirror 320. Subsequently, the laser beam reflected from the first mirror 320 is irradiated to the optical system 117, and the laser beam passing through the optical system 117 is irradiated to the object 119. Here, one or both mirrors 320 and 340 may be used depending on the processing purpose.

본 실시예에서는 제 1 및 제 2 미러(320, 340)가 지정된 각도 및 방향으로 회전하기 때문에 레이저 빔을 이동시키면서 조사한 효과를 얻을 수 있으며, 뿐만 아니라 스테이지 이송 수단(123)에 의해 대상물(119) 또한 이동하기 때문에 가공 시간을 단축시킬 수 있다.In the present embodiment, since the first and second mirrors 320 and 340 rotate at a specified angle and direction, the effect of irradiating the laser beam while moving the laser beam can be obtained, as well as the object 119 by the stage transfer means 123. In addition, because it moves, machining time can be shortened.

다시 도 1을 참조하면, 빔 스캐너(115)를 드라이버(107)에 의해 구동한 후, 제어부(101)는 스테이지 이송 수단(123)을 동작시켜 대상물(119)을 레이저 빔이 조사되는 방향과 반대 방향으로 이송하고, 레이저 발생 수단(103)을 제어하여 레이저가 출사되면 빔 분할 수단(105)에 의해 레이저 빔이 적어도 둘 이상으로 분할되어 빔 스캐너(115)로 입사되게 된다.Referring back to FIG. 1, after driving the beam scanner 115 by the driver 107, the controller 101 operates the stage transfer means 123 to reverse the direction in which the laser beam is irradiated to the object 119. Direction, and when the laser is emitted by controlling the laser generating means 103, the laser beam is split into at least two by the beam splitting means 105 and is incident to the beam scanner 115.

이후, 빔 스캐너(115)에서 반사되는 적어도 둘 이상의 레이저 빔은 광학계(117)를 통해 대상물(119)에 수직 조사된다. 이때, 광학계(117)를 통과한 빔이 복수개이므로, 대상물(119)에 레이저 빔을 복수회 조사한 결과를 얻을 수 있으며, 복수개의 레이저 빔이 동시에 입사되므로 가공 속도를 빔 분할 전의 수준으로 유지하면서 좁은 선폭으로 가공이 가능해지고, 가공 후 품질 또한 보장할 수 있다.Thereafter, at least two laser beams reflected by the beam scanner 115 are irradiated perpendicularly to the object 119 through the optical system 117. At this time, since the plurality of beams passing through the optical system 117, the result of irradiating the laser beam to the object 119 a plurality of times can be obtained, and since the plurality of laser beams are incident at the same time, while maintaining the processing speed at the level before the beam splitting narrow Machining is possible with the line width, and the quality after machining can be guaranteed.

도 3a 및 3b는 도 1에 도시한 빔 분할 수단의 제 1 예시도 및 분할 빔의 단면도로서, 프리즘을 이용하여 레이저 빔을 2분할하는 경우를 나타낸다.3A and 3B are first sectional views of the beam splitting means shown in FIG. 1 and cross-sectional views of the splitting beam, showing a case where the laser beam is divided into two using a prism.

도 3a에 도시한 것과 같이, 빔 분할 수단(105)은 입사되는 레이저 빔을 반사시키는 제 1 미러(10501), 제 1 미러에서 반사된 레이저 빔을 2분할하는 프리즘(10502) 및 프리즘(10502)에서 2분할된 빔을 반사시키는 제 2 미러(10503)를 포함한다.As shown in FIG. 3A, the beam splitting means 105 includes a first mirror 10501 that reflects an incident laser beam, a prism 10502, and a prism 10502 that divides the laser beam reflected from the first mirror into two. A second mirror 10503 that reflects the beam split in two.

여기에서, 제 1 미러(10501)는 프리즘(10502)으로 레이저 빔을 입사시키는 역할을 하고, 프리즘(10502)은 그 배치에 따라 분할된 2개의 빔이 대칭이 되도록 한다. 제 2 미러(10503)는 프리즘(10502)으로부터 출사된 빔의 광축이 제 1 미러(10501)로 입사되는 레이저 빔의 광축과 수평이 되도록 광축을 제어하며, 제 2 미러(10503)에서 반사된 레이저 빔은 빔 스캐너(115)로 입사되어 대상물로 조사된다. 이때, 빔 스캐너(115)에서 반사되는 레이저 빔의 광축이 대상물과 수직이 되도록 제어해야 함은 물론이다.Here, the first mirror 10501 serves to inject the laser beam into the prism 10502, and the prism 10502 causes the two beams divided according to their arrangement to be symmetrical. The second mirror 10503 controls the optical axis so that the optical axis of the beam emitted from the prism 10502 is horizontal with the optical axis of the laser beam incident to the first mirror 10501, and the laser reflected from the second mirror 10503 The beam is incident to the beam scanner 115 and irradiated to the object. At this time, of course, the optical axis of the laser beam reflected by the beam scanner 115 should be controlled to be perpendicular to the object.

이와 같은 빔 분할 수단에 의해 대상물에 조사되는 레이저 빔 단면의 일 예는 도 3b에 도시한 것과 같다. 반원 형상의 두 레이저 빔 간의 간격은 프리즘(10502)의 빔 굴절 정도에 따라 변경할 수 있다. 또한, 분할 전 레이저 빔의 조사면적과 동일한 면적 내에 두 개의 레이저 빔을 조사할 수 있으므로, 즉 단위 면적당 조사되는 레이저 빔의 개수를 증가시킬 수 있으므로 가공 효율을 증대시킬 수 있다.An example of the laser beam cross section irradiated to the object by such beam splitting means is as shown in FIG. 3B. The spacing between two semicircular laser beams may be changed according to the degree of beam refraction of the prism 10502. In addition, since two laser beams can be irradiated within the same area as the irradiation area of the laser beam before splitting, that is, the number of laser beams irradiated per unit area can be increased, thereby increasing processing efficiency.

도 4a 및 4b는 도 1에 도시한 빔 분할 수단의 제 2 예시도 및 분할 빔의 단면도로서, 빔 분할기를 이용하여 레이저 빔을 2분할하는 경우를 나타낸다.4A and 4B are second sectional views of the beam splitting means shown in FIG. 1 and cross-sectional views of the splitting beams, illustrating a case where the laser beam is split into two using the beam splitter.

도 4a에 도시한 것과 같이, 빔 분할 수단(105)은 입사되는 레이저 빔을 2분 할하는 빔 분할기(10511), 빔 분할기(10511)에서 반사되는 제 1 레이저 빔의 편광 특성을 변환하기 위한 편광기(10512), 빔 분할기(10511)를 투과한 제 2 레이저 빔을 반사시키기 위한 제 1 미러(10514), 제 1 미러(10514)에서 반사된 제 2 레이저 빔을 반사시키기 위한 제 2 미러(10515) 및 편광기(10512)에서 편광 특성이 변환된 제 1 레이저 빔을 반사시키고, 제 2 미러(10515)에서 반사된 제 2 레이저 빔을 투과시키기 위한 편광 빔 분할기(10513)를 포함하며, 편광 빔 분할기(10513)에서 반사 및 투과된 제 1 및 제 2 레이저 빔은 빔 스캐너(115)를 통해 대상물에 수직 조사된다.As shown in Fig. 4A, the beam splitting means 105 is a beam splitter 10511 for dividing the incident laser beam into two, and a polarizer for converting polarization characteristics of the first laser beam reflected from the beam splitter 10511. 10512, a first mirror 10514 for reflecting the second laser beam that has passed through the beam splitter 10511, a second mirror 10515 for reflecting the second laser beam reflected from the first mirror 10514 And a polarizing beam splitter 10513 for reflecting the first laser beam whose polarization characteristic is converted in the polarizer 10512, and transmitting the second laser beam reflected in the second mirror 10515. The first and second laser beams reflected and transmitted at 10513 are irradiated perpendicularly to the object through the beam scanner 115.

이러한 빔 분할 수단에서 제 1 및 제 2 레이저 빔의 단면의 일 예는 도 4b와 같고, 두 레이저 빔 간의 간격은 제 2 미러(10515)의 위치를 변경함에 따라 자유롭게 제어할 수 있다.An example of cross sections of the first and second laser beams in the beam splitter is shown in FIG. 4B, and the distance between the two laser beams can be freely controlled by changing the position of the second mirror 10515.

아울러, 편광 빔 분할기(10513)에서 출사되는 레이저 빔의 광축은 빔 분할기(10511)로 입사되는 레이저 빔의 광축과 평행이 되도록 제어하여야 하고, 빔 스캐너(115)에서 반사되는 레이저 빔의 광축은 대상물에 대하여 수직이 되도록 제어하여야 함은 물론이다.In addition, the optical axis of the laser beam emitted from the polarizing beam splitter 10513 should be controlled to be parallel to the optical axis of the laser beam incident to the beam splitter 10511, and the optical axis of the laser beam reflected from the beam scanner 115 is an object. Of course, it should be controlled to be perpendicular to the.

또한, 편광기(10512)는 수평 선편광(P편광)을 수직 선편광(S편광)으로 변환하는 편광기를 사용할 수 있고, 편광 빔 분할기(10513)는 P편광은 투과시키고 S편광은 반사시키는 편광 빔 분할기를 사용할 수 있다.In addition, the polarizer 10512 may use a polarizer that converts horizontal linearly polarized light (P polarization) into vertical linearly polarized light (S polarization), and the polarizing beam splitter 10513 is a polarizing beam splitter that transmits P polarized light and reflects S polarized light. Can be used.

도 5a 및 5b는 도 1에 도시한 빔 분할 수단의 제 3 예시도 및 분할 빔의 단면도로서, 빔 분할기를 이용하여 레이저 빔을 2분할한 후, 2분할된 레이저 빔 중 어느 하나를 프리즘을 이용하여 다시 2분할하여, 결국 레이저 빔을 3분할하는 경우를 나타낸다.5A and 5B are a third illustration of the beam splitting means shown in FIG. 1 and a cross-sectional view of a split beam, wherein a laser beam is divided into two using a beam splitter, and any one of the two divided laser beams is used by a prism. The process is divided into two, and the laser beam is divided into three.

도 5a에 도시한 것과 같이, 빔 분할 수단(105)은 입사되는 레이저 빔을 2분할하는 빔 분할기(10521), 빔 분할기(10521)에서 반사된 레이저 빔의 편광 특성을 변환하기 위한 편광기(10522), 편광기(10522)에서 편광 변환된 레이저 빔을 제 1 및 제 2 레이저 빔으로 2분할하기 위한 프리즘(10523), 빔 분할기(10521)를 투과한 제 3 레이저 빔을 반사시키기 위한 제 1 미러(10525), 제 1 미러(10525)에서 반사된 제 3 레이저 빔을 반사시키기 위한 제 2 미러(10526), 프리즘(10523)에서 출사되는 제 1 및 제 2 레이저 빔을 반사시키고, 제 2 미러(10526)를 통해 입사되는 제 3 레이저 빔을 투과시키기 위한 편광 빔 분할기(10524)를 포함하여 구성되며, 편광 빔 분할기(10524)에서 반사 또는 투과된 제 1 내지 제 3 레이저 빔은 빔 스캐너(115)를 통해 대상물에 수직 조사된다.As shown in Fig. 5A, the beam splitting means 105 is a beam splitter 10521 for dividing an incident laser beam, and a polarizer 10522 for converting polarization characteristics of the laser beam reflected from the beam splitter 10521. A prism 10523 for dividing the laser beam polarized by the polarizer 10522 into first and second laser beams, and a first mirror 10525 for reflecting the third laser beam transmitted through the beam splitter 10521. ), A second mirror 10526 for reflecting the third laser beam reflected from the first mirror 10525, a first and a second laser beam exiting the prism 10523, and a second mirror 10526. And a polarizing beam splitter 10424 for transmitting a third laser beam incident through the beam, wherein the first to third laser beams reflected or transmitted by the polarizing beam splitter 10524 are transmitted through the beam scanner 115. Irradiated perpendicular to the object.

본 실시예에 의한 빔 분할 수단에 의해 분할된 레이저 빔의 단면의 일 예는 도 5b와 같이 나타나며, 프리즘(10523)의 굴절도를 제어하여 제 1 및 제 2 레이저 빔 간의 간격을 조절하는 한편, 프리즘(10523)의 배열을 제어하여 두 레이저 빔이 대칭이 되도록 할 수 있으며, 제 2 미러(10526)의 위치를 제어하여 제 3 레이저 빔의 위치를 조절할 수 있다.An example of a cross section of the laser beam divided by the beam splitting means according to the present embodiment is shown in FIG. 5B, and the distance between the first and second laser beams is adjusted by controlling the refraction of the prism 10523, while the prism The arrangement of the 105105 may be controlled so that the two laser beams may be symmetrical, and the position of the second mirror 10526 may be controlled to adjust the position of the third laser beam.

여기에서, 편광기(10522)는 수평 선편광(P편광)을 수직 선편광(S편광)으로 변환하는 편광기를 사용할 수 있고, 편광 빔 분할기(10524)는 P편광은 투과시키고 S편광은 반사시키는 편광 빔 분할기를 사용할 수 있다.Here, the polarizer 10522 may use a polarizer that converts horizontal linearly polarized light (P polarized light) into vertical linearly polarized light (S polarized light), and the polarizing beam splitter 10524 is a polarizing beam splitter that transmits P polarized light and reflects S polarized light. Can be used.

도 6a 및 6b는 도 1에 도시한 빔 분할 수단의 제 4 예시도 및 분할 빔의 단면도로서, 하나의 레이저 빔을 프리즘을 이용하여 2분할한 후, 2분할된 레이저 빔을 빔 분할기에 의해 각각 2분할하여 총 4개의 빔으로 분할하는 경우를 나타낸다.6A and 6B are a fourth exemplary view of the beam splitting means shown in FIG. 1 and a cross-sectional view of the splitting beam, in which one laser beam is divided into two using a prism, and then the two divided laser beams are respectively divided by a beam splitter. The case of dividing into two beams in total is shown.

도 6a에 도시한 것과 같이, 빔 분할 수단(105)은 입사되는 레이저 빔을 2분할하기 위한 프리즘(10531), 프리즘(10531)에서 2분할된 빔을 각각 2분할하여 반사 및 투과시키기 위한 빔 분할기(10532), 빔 분할기(10532)에서 반사된 제 1 및 제 2 레이저 빔의 편광 특성을 변환하기 위한 편광기(10533), 빔 분할기(10532)에서 투과된 제 3 및 제 4 레이저 빔을 반사시키기 위한 제 1 미러(10535), 제 1 미러(10535)에서 반사된 레이저 빔을 반사시키기 위한 제 2 미러(10536), 편광기(10533)에서 편광 특성이 변화된 제 1 및 제 2 레이저 빔을 반사시키고, 제 2 미러(10536)를 통해 입사된 제 3 및 제 4 레이저 빔을 투과시키기 위한 편광 빔 분할기(10534)로 이루어지며, 편광 빔 분할기(10534)에서 반사 또는 투과된 제 1 내지 제 4 레이저 빔은 빔 스캐너(115)를 통해 대상물에 수직 조사된다.As shown in Fig. 6A, the beam splitting means 105 is a prism 10531 for dividing the incident laser beam, and a beam splitter for dividing and reflecting the two divided beams in the prism 10531, respectively. 10532, a polarizer 10533 for converting polarization characteristics of the first and second laser beams reflected by the beam splitter 10532, and for reflecting the third and fourth laser beams transmitted by the beam splitter 10532 Reflects the first and second laser beams whose polarization characteristics have been changed in the first mirror 10535, the second mirror 10536 for reflecting the laser beam reflected from the first mirror 10535, and the polarizer 10533, And a polarization beam splitter 10534 for transmitting the third and fourth laser beams incident through the second mirror 10536, wherein the first to fourth laser beams reflected or transmitted by the polarization beam splitter 10534 are beams. It is irradiated perpendicular to the object through the scanner 115.

본 실시예에 의한 레이저 빔 분할 수단에 의해 분할된 레이저 빔의 단면의 일 예는 도5b와 같고, 제 1 내지 제 4 레이저 빔의 간격은 프리즘(10531)의 굴절도 또는 제 2 미러(10536)의 배치를 제어함으로써 변경 가능하다. 다만, 이때 제 2 미러(10536)에서 반사되는 레이저 빔의 광축은 프리즘(10531)으로 입사되는 레이저 빔의 광축과 평행을 이루어야 하고, 빔 스캐너(115)에서 반사되는 레이저 빔의 광축은 대상물과 수직을 이루도록 제어하여야 함은 물론이다.An example of a cross section of the laser beam divided by the laser beam splitting means according to the present embodiment is shown in FIG. 5B, and the interval between the first to fourth laser beams is the refractive index of the prism 10531 or the second mirror 10536. It can be changed by controlling the arrangement of. However, at this time, the optical axis of the laser beam reflected from the second mirror 10536 should be parallel to the optical axis of the laser beam incident to the prism 10531, and the optical axis of the laser beam reflected from the beam scanner 115 is perpendicular to the object. Of course, to control to achieve.

이상에서 설명한 본 발명에서는 레이저 빔을 프리즘, 빔 분할기 또는 프리즘 과 빔 분할기의 조합에 의해 2개 이상의 레이저 빔으로 분할하고, 이를 이용하여 대상물을 가공한다. 분할된 레이저 빔의 에너지 총 합은 분할 전 레이저 빔의 에너지와 같기 때문에 가공 속도를 유지할 수 있고, 분할된 레이저 빔 각각의 강도는 분할 전 레이저 빔의 강도보다 낮기 때문에 좁은 선폭을 보장할 수 있다. 그리고, 분할된 레이저 빔 간의 간격은 빔 분할 수단을 구성하는 광학계들의 배치에 따라 용이하게 변경할 수 있다.In the present invention described above, the laser beam is divided into two or more laser beams by a prism, a beam splitter, or a combination of the prism and the beam splitter, and the object is processed using the same. Since the sum of the energy of the divided laser beams is equal to the energy of the laser beam before the division, the processing speed can be maintained, and the narrow line width can be ensured because the intensity of each of the divided laser beams is lower than the intensity of the laser beam before the division. The distance between the divided laser beams can be easily changed according to the arrangement of the optical systems constituting the beam splitting means.

아울러, 분할된 레이저 빔을 빔 스캐너(115)를 이용하여 대상물(119)에 조사하여 레이저 빔을 이동시키면서 조사한 효과를 얻을 수 있고, 이와 함께 대상물을 가공하는 동안 스테이지(121)를 레이저 빔의 조사 방향과 반대 방향으로 적어도 1회 이송시킴으로써, 가공 속도를 더욱 개선할 수 있다.In addition, the divided laser beam may be irradiated while moving the laser beam by irradiating the object 119 with the beam scanner 115 to obtain the effect of irradiating the laser beam with the stage 121 while processing the object. By feeding at least once in the direction opposite to the direction, the machining speed can be further improved.

도 1에 도시한 레이저 가공 장치에서, 빔 스캐너(115)는 폴리곤 미러를 이용하여 구성하는 것도 가능하다. 폴리곤 미러는 복수의 반사면을 구비하고, 회전축을 중심으로 회전하는 회전다면경으로, 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.In the laser processing apparatus shown in FIG. 1, the beam scanner 115 can also be comprised using a polygon mirror. The polygon mirror has a plurality of reflective surfaces and is a rotating polygon mirror rotating around a rotation axis, which will be described with reference to FIG. 7 as follows.

도 7은 본 발명에 적용되는 폴리곤 미러를 이용한 대상물 가공 개념을 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining a concept of object processing using a polygon mirror applied to the present invention.

n개의 반사면을 가지는 폴리곤 미러(115-1)는 회전축(11)을 중심으로 각속도 ω, 회전주기 T로 정속회전을 한다. 이때 입사하는 레이저 빔은 반사면에서 반사되어 광학계(117)를 통해 대상물(119)로 조사된다.The polygon mirror 115-1 having n reflective surfaces rotates at a constant speed ω and a rotation period T about the rotation axis 11. At this time, the incident laser beam is reflected on the reflective surface and irradiated to the object 119 through the optical system 117.

n개의 반사면(12)을 가지는 폴리곤 미러(115-1)에서, 반사면(12) 한 면이 회전할 때 레이저 빔의 스캐닝 각도(scanning angle; θ)는 다음의 수학식 1과 같다.In the polygon mirror 115-1 having n reflecting surfaces 12, the scanning angle θ of the laser beam when one surface of the reflecting surface 12 rotates is represented by the following equation (1).

Figure 112007017378221-PAT00001
Figure 112007017378221-PAT00001

Figure 112007017378221-PAT00002
Figure 112007017378221-PAT00002

Figure 112007017378221-PAT00003
Figure 112007017378221-PAT00003

상기한 수학식 1에 의하면 스캐닝 각도(θ)는 폴리곤 미러(115-1)의 한 반사면(12)이 차지하는 중심각(

Figure 112007017378221-PAT00004
)의 크기의 2배임을 알 수 있다. 따라서 폴리곤 미러(115-1)의 반사면(12)에서 반사된 레이저 빔이 대상물(119)에 조사되는 길이인 스캐닝 길이(scanning length)는 레이저 빔을 대상물(119)로 조사하는 광학계(117)의 특성에 의해 결정되며 다음의 수학식 2와 같다.According to Equation 1, the scanning angle θ is a center angle occupied by one reflective surface 12 of the polygon mirror 115-1.
Figure 112007017378221-PAT00004
It can be seen that twice the size of). Therefore, the scanning length, which is a length at which the laser beam reflected from the reflecting surface 12 of the polygon mirror 115-1 is irradiated to the object 119, is an optical system 117 that irradiates the laser beam to the object 119. It is determined by the characteristic of and is given by Equation 2 below.

Figure 112007017378221-PAT00005
Figure 112007017378221-PAT00005

SL : 스캐닝 길이(scanning length)S L : scanning length

f : 초점 거리(focal length)f: focal length

θ : 스캐닝 각도(scanning angle)θ: scanning angle

상기한 수학식 2에 의하면 폴리곤 미러(115-1)의 회전시 폴리곤 미러(115-1)의 각 반사면(12)에서 반사된 레이저 빔은 SL 길이만큼 대상물(119)에 조사된다. 즉, 상기 폴리곤 미러(115-1)의 회전에 따라서 대상물(119)로 조사되는 레이저 빔의 스캐닝 길이는 상기 광학계(117)의 초점거리와 상기 폴리곤 미러(115-1)의 반사면(12)에서 반사되는 레이저빔의 각도의 곱에 의해 산출된다.According to Equation 2, when the polygon mirror 115-1 is rotated, the laser beam reflected from each reflecting surface 12 of the polygon mirror 115-1 is irradiated onto the object 119 by an S L length. That is, the scanning length of the laser beam irradiated onto the object 119 according to the rotation of the polygon mirror 115-1 is the focal length of the optical system 117 and the reflecting surface 12 of the polygon mirror 115-1. Calculated by the product of the angles of the laser beam reflected by

한편, 폴리곤 미러(115-1)는 n개의 반사면(12)을 가지므로, 1회 회전시 상기 스캐닝 길이(SL)를 n번 스캐닝하게 된다. 즉, 상기 대상물(119)에 조사되는 레이저 빔은 상기 스캐닝 길이만큼 대상물(119)에 조사되고, 폴리곤 미러(115-1)가 1회 회전할 경우 폴리곤 미러(115-1)의 반사면(12) 개수만큼 대상물에 중첩되어 조사된다. 이에 따른 단위시간(예를 들어 1초) 동안에 스캐닝하는 횟수(scanning frequency)는 다음의 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.Meanwhile, since the polygon mirror 115-1 has n reflective surfaces 12, the scanning mirror S L is scanned n times in one rotation. That is, the laser beam irradiated onto the object 119 is irradiated onto the object 119 by the scanning length, and when the polygon mirror 115-1 rotates once, the reflective surface 12 of the polygon mirror 115-1 is rotated. The number of superimposed on the object is investigated. Accordingly, the scanning frequency during the unit time (for example, 1 second) may be expressed as in Equation 3 below.

Figure 112007017378221-PAT00006
Scanning frequency =
Figure 112007017378221-PAT00006
Scanning frequency =

ω : 폴리곤 미러의 각속도ω: Angular velocity of polygon mirror

T : 폴리곤 미러의 회전주기T: rotation cycle of polygon mirror

상기한 수학식 3에 의하면, 폴리곤 미러(115-1)의 반사면(12)이 n개일 때, 폴리곤 미러(115-1)의 회전 주기 또는 각속도를 조절하면 스캐닝 횟수를 조절할 수 있다. 즉, 폴리곤 미러(115-1)의 회전주기 또는 각속도를 조절함으로써 스캐닝 길이를 원하는 횟수만큼 중첩시킬 수 있다. According to Equation 3, when there are n reflective surfaces 12 of the polygon mirror 115-1, the number of scanning can be adjusted by adjusting the rotation period or the angular velocity of the polygon mirror 115-1. That is, by adjusting the rotation period or the angular velocity of the polygon mirror 115-1, the scanning length can be overlapped as many times as desired.

이때 폴리곤 미러(115-1)의 각 속도가 일정하다면, 대상물(119)이 안착되는 스테이지(121)를 폴리곤 미러(115-1)의 회전에 따라 대상물(119)에 레이저 빔이 조 사되는 방향과 역방향으로 이송시킴으로써, 폴리곤 미러(115-1)에 의해 반사된 레이저가 대상물(119)을 스캐닝하는 상대속도가 증가하게 된다. 즉, 스테이지(121)가 정지된 상태일 때 레이저 빔이 대상물(119)을 스캐닝하는 속도에 비하여, 스테이지(121)가 레이저 빔의 조사 방향에 대하여 역방향으로 이송될 경우 레이저가 대상물을 스캐닝하는 속도가 더 빠르게 되는 효과가 있다.At this time, if the angular velocity of the polygon mirror 115-1 is constant, the direction in which the laser beam is irradiated to the object 119 according to the rotation of the polygon mirror 115-1 to the stage 121 on which the object 119 is seated By transferring in the reverse direction, the relative speed at which the laser reflected by the polygon mirror 115-1 scans the object 119 increases. That is, compared to the speed at which the laser beam scans the object 119 when the stage 121 is in a stopped state, the speed at which the laser scans the object when the stage 121 is moved in the opposite direction to the irradiation direction of the laser beam. Has the effect of being faster.

도 8은 폴리곤 미러를 이용하여 대상물을 가공하는 경우 빔의 중첩 개념을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 8 is a diagram for describing a concept of overlapping beams when processing an object by using a polygon mirror.

대상물(119)이 안착된 스테이지(121)가 이송됨에 따라서 레이저 빔에 의한 스캐닝 길이 SL은 중첩되면서 스테이지(121)의 이송방향과 반대방향으로 이동하게 된다. 즉, 스테이지(121)가 이송됨에 따라 레이저 빔이 대상물(119)을 상기 스테이지(121)의 이송방향과 반대방향으로 스캐닝하면서 가공(절단)하는 형태가 되는 것이다. 이때 소정구간 내에서는 스캐닝 길이 SL은 균일하게 중첩되는데, 상기 중첩 회수는 스테이지(121)의 이송속도를 조절함으로써 제어할 수 있다.As the stage 121 on which the object 119 is mounted is transferred, the scanning length S L by the laser beam overlaps and moves in the direction opposite to the transfer direction of the stage 121. That is, as the stage 121 is transferred, the laser beam is processed (cut) while scanning the object 119 in a direction opposite to the transfer direction of the stage 121. At this time, the scanning length S L is uniformly overlapped within a predetermined section, and the number of overlaps can be controlled by adjusting the feed speed of the stage 121.

스테이지(121)의 이송에 따라 스캐닝 길이 SL이 이동하는 거리를 ℓ이라고 했을 때, 스캐닝 거리의 중첩도 N은 SL/ℓ로 표현할 수 있다.When the distance that the scanning length S L moves along with the transfer of the stage 121 is L , the overlapping degree N of the scanning distances may be expressed as S L / L.

상기 ℓ은 속도 v로 이동하는 스테이지(121)가 폴리곤 미러(115-1)의 한 반사면(12)이 회전하는데 소요되는 시간동안 이동한 거리로서 수학식 4와 같이 표현할 수 있으며, 상기 중첩도(N)는 수학식 5와 같이 표현할 수 있다.ℓ is the distance traveled by the stage 121 moving at the speed v during the time required for the one reflective surface 12 of the polygon mirror 115-1 to rotate, as shown in Equation 4. (N) can be expressed as in Equation 5.

Figure 112007017378221-PAT00007
Figure 112007017378221-PAT00007

Figure 112007017378221-PAT00008
중첩도(N) =
Figure 112007017378221-PAT00008
Nesting Degree (N) =

전술한 내용을 종합하면 대상물(119)을 속도 v로 가공(절단)하면서 스캐닝 중첩도 N을 가지기 위한 폴리곤 미러(115-1)의 각속도는 수학식 6과 같이 표현된다.In summary, the angular velocity of the polygon mirror 115-1 for processing (cutting) the object 119 at a speed v and having a scanning overlapping degree N is expressed by Equation 6 below.

Figure 112007017378221-PAT00009
Figure 112007017378221-PAT00009

상기 수학식 6에서와 같이 폴리곤 미러(115-1)의 각속도는 상기 레이저 빔의 중첩 횟수(N)와 대상물(1190)의 절단속도(v)의 곱을 상기 광학계(117)의 초점거리(f)의 2배 값으로 나눔으로써 산출되며, 대상물(119)의 절단속도(v)는 상기 대상물(119)가 안착되는 스테이지(121)의 이송속도이다.As shown in Equation 6, the angular velocity of the polygon mirror 115-1 is the product of the overlapping number N of the laser beams and the cutting speed v of the object 1190, and the focal length f of the optical system 117. It is calculated by dividing by a value of 2 times, and the cutting speed v of the object 119 is the conveying speed of the stage 121 on which the object 119 is seated.

전술한 실시예에서 폴리곤 미러는 8각으로써 8개의 반사면을 가지는 것으로 도시하였으나, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 변경 가능함은 당연하다 할 것이다.In the above-described embodiment, the polygon mirror is illustrated as having eight reflective surfaces with eight angles, but it is obvious that the polygon mirror can be changed within the scope of the present invention.

도 9는 폴리곤 미러를 적용한 경우, 본 발명의 제 1 실시예에 의한 레이저 가공 장치의 개략 구성도이다.9 is a schematic configuration diagram of a laser processing apparatus according to a first embodiment of the present invention when a polygon mirror is applied.

드라이버(107)는 모터(도시하지 않음)를 이용하여 폴리곤 미러(115-1)를 구동하고, 빔 분할 수단(105)에서 적어도 둘로 분할된 레이저 빔은 폴리곤 미러(115-1)의 반사면으로 입사되어 광학계(117)로 반사된다. 이때, 폴리곤 미러(115-1)는 정속 회전하기 때문에, 레이저 빔을 이동시키면서 조사한 효과를 얻을 수 있고, 이와 같이 하여 조사되는 레이저 빔의 조사 방향과 반대 방향으로 스테이지 이송 수단(123)에 의해 스테이지(121)를 이송시킴으로써, 대상물의 가공 속도를 증대시킬 수 있다.The driver 107 drives the polygon mirror 115-1 by using a motor (not shown), and the laser beam split at least in two by the beam splitting means 105 to the reflecting surface of the polygon mirror 115-1. The incident light is reflected by the optical system 117. At this time, since the polygon mirror 115-1 rotates at a constant speed, it is possible to obtain the effect of irradiating while moving the laser beam, and the stage is moved by the stage transfer means 123 in the opposite direction to the irradiation direction of the laser beam irradiated in this way. By transferring the 121, the processing speed of the object can be increased.

이상에서 설명한 폴리곤 미러를 이용한 레이저 가공 장치에서, 레이저 빔은 폴리곤 미러 반사면의 길이방향 중앙으로 정확히 입사되어야 대상물을 오차 없이 가공할 수 있다. 그런데, 레이저 빔이 폴리곤 미러로 정확히 입사되더라도 폴리곤 미러의 반사면이 균일하지 않으면 반사각이 틀어지는 현상이 발생하게 된다. 즉, 폴리곤 미러가 갖고 있는 다이나믹 트랙(Dynamic track)에 의해 폴리곤 미러로부터 반사되는 레이저 빔이 대상물에 정확히 조사되지 않게 된다. 이는 대상물 가공시 에러를 방생시키고, 생산 수율 및 신뢰성이 저하되는 문제를 야기하므로, 대상물 가공 전에 폴리곤 미러의 에러를 미리 측정하여 오차를 분석하고, 실제 대상물 가공시 폴리곤 미러로 입사되는 레이저 빔의 방향을 기 분석된 오차값에 따라 조정함으로써, 레이저 가공 장치의 에러를 보상하는 것이 중요하다.In the laser processing apparatus using the polygon mirror described above, the laser beam must be accurately incident to the longitudinal center of the polygon mirror reflection surface to process the object without error. By the way, even if the laser beam is correctly incident to the polygon mirror, if the reflective surface of the polygon mirror is not uniform, the reflection angle is distorted. In other words, the laser beam reflected from the polygon mirror by the dynamic track of the polygon mirror is not accurately irradiated to the object. This causes errors in machining the object, lowers production yield and reliability. Therefore, the error of the polygon mirror is measured in advance before the object is processed to analyze the error, and the direction of the laser beam incident on the polygon mirror when the object is actually processed. It is important to compensate the error of the laser processing apparatus by adjusting the value according to the previously analyzed error value.

도 10은 오차 보정 기능을 갖는 폴리곤 미러를 적용한 레이저 가공 장치의 구성도이다.10 is a configuration diagram of a laser processing apparatus to which a polygon mirror having an error correction function is applied.

본 실시예에 의한 레이저 가공 장치는 도 1에 도시한 레이저 가공 장치에 더 하여, 제어부(101)의 제어에 따라 폴리곤 미러의 오차를 분석하는 오차 보정 수단(125), 폴리곤 미러(115-1)에 장착되는 인코더(127), 오차 보정 수단(125)에서 분석한 오차값에 따라 제어부(101)의 제어에 의해 빔 분할 수단(105)에서 출사되는 레이저 빔의 조사 방향을 보정하기 위한 미러(202)가 장착되는 엑츄에이터(200)를 더 포함한다.In the laser processing apparatus according to the present embodiment, in addition to the laser processing apparatus shown in FIG. 1, the error correction means 125 and the polygon mirror 115-1 analyzing the error of the polygon mirror under the control of the controller 101. The mirror 202 for correcting the irradiation direction of the laser beam emitted from the beam splitter 105 under the control of the controller 101 according to the encoder 127 and the error correcting means 125 analyzed by the encoder. It further comprises an actuator 200 is mounted.

이러한 구성을 갖는 레이저 가공장치에서, 폴리곤 미러(115-1)의 오차를 미리 측정하기 위하여 레이저 가공장치를 시험 가동한다. 즉, 제어부(101)의 제어에 따라서 드라이버(107)에 의해 폴리곤 미러(115-1)를 회전시키고, 레이저 발생 수단(103)에서 출사되는 낮은 에너지(실제 대상물 가공시의 에너지보다 낮은 에너지)의 레이저 빔을 빔 분할 수단(105)을 통해 분할하여 폴리곤 미러(115-1)로 주사한다.In the laser processing apparatus having such a configuration, the laser processing apparatus is tested in order to measure the error of the polygon mirror 115-1 in advance. That is, the polygon mirror 115-1 is rotated by the driver 107 under the control of the control unit 101, and the low energy (energy lower than the energy at the time of processing the actual object) emitted from the laser generating means 103 is obtained. The laser beam is split through the beam splitting means 105 and scanned into the polygon mirror 115-1.

이에 따라, 폴리곤 미러(115-1)로 입사되는 레이저 빔은 드라이버(107)에 의해 회전하는 폴리곤 미러(115-1)의 반사면(12)에서 광학계(117) 방향으로 반사된다. 이어서, 광학계(117)는 반사면(12)으로부터 반사되는 레이저 빔을 집광하여 시험 대상물에 수직 조사된다.Accordingly, the laser beam incident on the polygon mirror 115-1 is reflected in the direction of the optical system 117 on the reflection surface 12 of the polygon mirror 115-1 rotating by the driver 107. Subsequently, the optical system 117 focuses the laser beam reflected from the reflecting surface 12 and is irradiated perpendicularly to the test object.

폴리곤 미러(115-1)의 반사면에 오차가 존재하는 경우 시험 대상물에는 레이저 빔이 직선으로 조사되지 않는 결과를 얻게 될 것이며, 운용자는 시험 대상물 가공 결과를 이용하여 폴리곤 미러의 각 반사면에서의 에러를 측정하고, 그 결과를 입력부(109)를 통해 오차 보정 수단(125)으로 입력한다. 이때, 폴리곤 미러의 오차를 정확하게 측정하기 위하여, 시험 가동을 다수회 실시하여 오차를 측정하는 것 이 바람직하다. 한편, 레이저 빔의 에너지를 매우 낮게 제어하여 조사하는 경우에는 시험 대상물의 가공 결과가 아닌, 시험 대상물에 조사되는 레이저 빔의 파형을 이용하여 에러를 측정할 수 있다.If an error exists in the reflecting surface of the polygon mirror 115-1, the test object will not be irradiated with the laser beam in a straight line, and the operator can use the result of processing the test object to The error is measured, and the result is input to the error correction means 125 through the input unit 109. At this time, in order to accurately measure the error of the polygon mirror, it is preferable to perform the test run a plurality of times to measure the error. On the other hand, when controlling the irradiation of the laser beam energy very low, the error can be measured using the waveform of the laser beam irradiated to the test object, not the processing result of the test object.

오차 보정 수단(125)은 측정된 폴리곤 미러의 오차값을 참조하여 폴리곤 미러 각 반사면에서의 오차 보상값, 즉 레이저 빔의 입사각 조정값을 산출하고, 이를 저장부(113)에 저장한다.The error correction means 125 calculates an error compensation value, that is, an incident angle adjustment value of the laser beam, on each reflection surface of the polygon mirror with reference to the measured error value of the polygon mirror, and stores it in the storage unit 113.

이와 같이, 시험 가동을 통해 폴리곤 미러의 오차를 분석해 둔 후에는 실제 대상물 가공을 수행할 수 있게 된다. 실제 대상물 가공시 폴리곤 미러(115-1)에 부착된 인코더(127)는 폴리곤 미러(115-1)의 위치 및 속도 정보를 전기적 신호로 변환하여 제어부(101)로 출력하며, 제어부(101)는 인코더(127)로부터 입력되는 폴리곤 미러의 반사면에 대응하는 오차 보상값을 추출하여 엑츄에이터(200)를 구동한다. 즉, 레이저 빔이 조사될 폴리곤 미러의 반사면에 오차가 존재하여 레이저 빔의 반사각이 틀어져 가공 대상물에 정확히 조사되지 않는 것을 방지하기 위하여, 엑츄에이터(200)에 의해 미러(202)의 방향을 변경하여 폴리곤 미러 반사면에 대한 레이저 빔의 입사각을 조정함으로써, 반사면에서 반사되는 레이저 빔의 각도가 항상 동일하도록 제어하는 것이다.In this way, after analyzing the error of the polygon mirror through the test operation, it is possible to perform the actual object processing. The encoder 127 attached to the polygon mirror 115-1 converts the position and velocity information of the polygon mirror 115-1 into an electrical signal and outputs it to the controller 101 when the actual object is processed. The actuator 200 is driven by extracting an error compensation value corresponding to the reflection surface of the polygon mirror input from the encoder 127. That is, in order to prevent the laser beam from being irradiated on the reflective surface of the polygon mirror to be irradiated so that the reflection angle of the laser beam is incorrectly irradiated to the object to be processed, the direction of the mirror 202 is changed by the actuator 200. By adjusting the angle of incidence of the laser beam to the polygon mirror reflecting surface, the angle of the laser beam reflected from the reflecting surface is always controlled.

여기에서, 인코더(127)는 회전운동 검출용 센서인 로터리 인코더로 구현할 수 있다. 로터리 인코더에는 광원과 광전소자를 이용하여 회전하는 회전축에 스케일판을 부착해 회전 변위를 검출하는 센서인 광학식 로터리 인코더, 또는 자기식 회전 센서를 장착하여 회전 변위를 검출하는 센서인 자기식 로터리 인코더가 있다.Here, the encoder 127 may be implemented as a rotary encoder which is a sensor for detecting rotational motion. The rotary encoder includes an optical rotary encoder, which is a sensor that detects rotational displacement by attaching a scale plate to a rotating shaft that rotates using a light source and a photoelectric element, or a magnetic rotary encoder, which is a sensor that detects rotational displacement by mounting a magnetic rotation sensor. have.

한편, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 레이저 가공 장치에 의해 폴리곤 미러를 적용한 경우, 대상물로 조사되는 레이저 빔이 큰 에너지(약 10W)를 갖게 되면, 대상물의 동일한 가공 위치에 레이저 빔이 과입열되어 대상물이 손상되고, 이에 따라 대상물 가공시의 신뢰성이 저하될 수 있다. 또한, 레이저 가공 장치에서는 포인트 빔이 아닌 지정된 구경을 갖는 레이저 빔을 사용하는 것이 일반적인데, 이 경우 폴리곤 미러 반사면의 모서리 부분에 레이저 빔이 입사되게 되면 레이저 빔의 일부가 손실되는 문제가 발생할 수 있다. 이에 대하여 도 11을 참조하여 설명하면 다음과 같다.On the other hand, when the polygon mirror is applied by the laser processing apparatus according to the first embodiment of the present invention, if the laser beam irradiated to the object has a large energy (about 10 W), the laser beam is overheated at the same processing position of the object. As a result, the object may be damaged, thereby lowering reliability in processing the object. In addition, in the laser processing apparatus, it is common to use a laser beam having a designated aperture, not a point beam. In this case, when the laser beam is incident on the edge of the polygon mirror reflection surface, part of the laser beam may be lost. have. This will be described with reference to FIG. 11 as follows.

도 11은 폴리곤 미러의 반사면 모서리 부분에서 에너지 손실이 발생하는 현상을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 11 is a diagram for describing a phenomenon in which energy loss occurs at a corner of a reflection surface of a polygon mirror.

도시한 것과 같이, 폴리곤 미러(115-1)로 지정된 구경을 갖는 레이저 빔이 입사되고, 폴리곤 미러(115-1)의 회전에 따라 지정된 구경을 갖는 레이저 빔이 반사면(12)의 모서리 부분에 입사되는 경우, 레이저 빔의 일부(에너지 감쇄 레이저 빔; A)는 반사면(12)에서 반사되어 광학계(117)로 입사되는 반면, 나머지 레이저 빔(손실 레이저 빔; B)은 반사면(12')으로 입사되기 때문에 광학계(117)로 입사되지 않게 된다.As shown, a laser beam having an aperture designated by the polygon mirror 115-1 is incident, and a laser beam having an aperture designated by the rotation of the polygon mirror 115-1 is applied to the corner portion of the reflective surface 12. When incident, part of the laser beam (energy attenuation laser beam; A) is reflected at the reflecting surface 12 and is incident on the optical system 117, while the remaining laser beam (loss laser beam; B) is the reflecting surface 12 '. Since the light is incident on the optical system 117, it is not incident on the optical system 117.

이에 따라, 광학계(117)는 에너지 감쇄 레이저 빔(A)만을 집광하여 스테이지(121) 상의 대상물(119)에 조사하므로, 이 가공 위치에서의 가공효율과 대상물(119)의 다른 가공 위치에서의 가공율에 차이가 나게 되고, 결국 대상물(119)을 균일하게 가공할 수 없어 공정의 신뢰성이 저하되게 된다. 또한, 폴리곤 미러 반 사면의 모서리 부분에서 레이저 빔의 에너지가 손실되어 자원이 낭비되게 된다.Accordingly, since the optical system 117 focuses only the energy attenuation laser beam A and irradiates the object 119 on the stage 121, the processing efficiency at this machining position and the machining at another machining position of the object 119 are performed. The rate is different, and thus, the object 119 cannot be processed uniformly, resulting in a decrease in reliability of the process. In addition, the energy of the laser beam is lost at the corners of the polygon mirror reflecting surface, resulting in waste of resources.

따라서, 본 실시예에서는 입사되는 레이저 빔의 구경이 폴리곤 미러의 2개 이상의 반사면을 커버리지하도록 반사면의 수가 제어되어 제작되는 폴리곤 미러를 이용한다.Therefore, in the present embodiment, a polygon mirror is used in which the number of reflecting surfaces is controlled so that the aperture of the incident laser beam covers two or more reflecting surfaces of the polygon mirror.

도 12a 및 12b는 레이저 빔의 입사에 따른 폴리곤 미러에서의 에너지 손실 관계를 설명하기 위한 도면이다.12A and 12B are diagrams for explaining an energy loss relationship in a polygon mirror according to incidence of a laser beam.

도 12a를 참조하면, 폴리곤 미러(115-1)의 일 반사면의 모서리 부분으로 지정된 구경(D)을 갖는 레이저 빔이 입사되어 반사되는 경우, 레이저 빔의 일부(에너지 감쇄 레이저 빔; A)는 반사면(12)으로 입사되는 반면, 나머지(손실 레이저 빔; B)는 반사면(12')으로 입사된다. 따라서, 반사면(12)으로 입사되는 레이저 빔은 반사면(12')로 입사되는 레이저 빔만큼 에너지가 감쇄된 상태로 반사면(12)으로부터 반사된다.Referring to FIG. 12A, when a laser beam having an aperture D designated as a corner portion of one reflective surface of the polygon mirror 115-1 is incident and reflected, a part of the laser beam (energy attenuation laser beam; A) is While incident on the reflecting surface 12, the remainder (loss laser beam) B is incident on the reflecting surface 12 ′. Therefore, the laser beam incident on the reflecting surface 12 is reflected from the reflecting surface 12 in a state where energy is attenuated by the laser beam incident on the reflecting surface 12 '.

한편, 폴리곤 미러(115-1)의 일 반사면에 의해 가공되는 전체 스캐닝 길이에 대한, 에너지 손실 레이저 빔(A)에 의해 가공되는 스캐닝 길이의 비율을 산출하기 위하여, 폴리곤 미러(115-1)에 외접원(13)을 그리고, 에너지 손실 레이저 빔(A)이 폴리곤 미러의 외접원(13)과 만나는 점을 폴리곤 미러(10)의 중심(즉, 회전축; 11)과 연결한다. 이와 같이 하여 얻어지는 각도를 손실각(tθ)이라 칭하기로 한다. 다음으로, N개의 반사면을 갖는 폴리곤 미러(115-1)의 일 반사면에 대한 손실되는 부분이 차지하는 비율(이하, '손실률'이라 함)에 대하여 설명하면 다음과 같다.On the other hand, in order to calculate the ratio of the scanning length processed by the energy loss laser beam A with respect to the entire scanning length processed by one reflective surface of the polygon mirror 115-1, the polygon mirror 115-1 The circumscribed circle 13 is drawn at the center, and the point where the energy loss laser beam A meets the circumscribed circle 13 of the polygon mirror 10 is connected to the center of the polygon mirror 10 (ie, the axis of rotation 11). The angle obtained in this manner will be referred to as loss angle t θ . Next, a ratio (hereinafter, referred to as a 'loss ratio') of a portion lost to one reflective surface of the polygon mirror 115-1 having N reflective surfaces will be described.

도 12a에서, 폴리곤 미러(115-1)의 외접원(13)과 일 반사면의 양 끝이 만나는 점을 회전축과 연결하여 얻어지는 부채꼴의 호의 길이 즉, 레이저 빔이 조사되는 폴리곤 미러의 일 반사면에 대한 호의 길이(C1)는 수학식 7과 같다.In FIG. 12A, the length of a fan-shaped arc obtained by connecting the point where the circumferential circle 13 of the polygon mirror 115-1 and the one reflective surface meet with the rotation axis, that is, the one reflective surface of the polygon mirror to which the laser beam is irradiated The length of the arc for the C1 is as shown in Equation 7.

Figure 112007017378221-PAT00010
Figure 112007017378221-PAT00010

또한, 손실각 부분에 대한 호의 길이(C2)는 수학식 8과 같으며, 수학식 8은 특히 손실각 부분에 대한 최대 호의 길이를 나타낸다.Further, the length C2 of the arc for the loss angle portion is equal to Equation 8, and Equation 8 particularly represents the maximum arc length for the loss angle portion.

Figure 112007017378221-PAT00011
Figure 112007017378221-PAT00011

손실각 부분에 대한 호의 길이(C2)는 폴리곤 미러가 회전함에 따라 변화하는 값으로서, 레이저 빔이 폴리곤 미러의 모서리 부분을 포함하지 않고 조사되는 경우에는 손실 레이저 빔이 존재하지 않으므로 손실률은 0이 되고, 폴리곤 미러가 회전하여 레이저 빔이 폴리곤 미러의 모서리 부분을 포함하여 조사되기 시작하면, 손실률은 점차 증가하다가 수학식 8과 같은 최대값을 나타낸 후 다시 점차 감소하게 된다.The arc length (C2) for each loss part is a value that changes as the polygon mirror rotates. When the laser beam is irradiated without including the edge portion of the polygon mirror, the loss ratio becomes zero since the loss laser beam does not exist. When the polygon mirror is rotated and the laser beam starts to be irradiated including the edge portion of the polygon mirror, the loss rate gradually increases and then decreases again after the maximum value as shown in Equation (8).

아울러, 폴리곤 미러의 일 반사면에서 에너지가 감쇄되어 반사되는 부분의 백분율(tr, 이하, '손실률'이라 함)은 수학식 9와 같이 나타낼 수 있다.In addition, the percentage of the portion where the energy is attenuated and reflected on one reflective surface of the polygon mirror (t r , Hereinafter, 'loss ratio' may be expressed as in Equation 9.

Figure 112007017378221-PAT00012
Figure 112007017378221-PAT00012

또한, 손실각(tθ)은 수학식 10과 같이 나타낼 수 있고, 도 12b에 도시한 폴리곤 미러의 중심으로부터 반사면에 조사된 레이저 빔의 중심까지의 수직 거리(h)는 수학식 11과 같이 나타낼 수 있다.In addition, the loss angle t θ can be expressed by Equation 10, and the vertical distance h from the center of the polygon mirror shown in FIG. 12B to the center of the laser beam irradiated to the reflecting surface is expressed by Equation 11 Can be represented.

Figure 112007017378221-PAT00013
Figure 112007017378221-PAT00013

Figure 112007017378221-PAT00014
Figure 112007017378221-PAT00014

여기에서, R은 폴리곤 미러 외접원의 반지름의 길이를 나타낸다. 한편, 도 12b에 도시한 것과 같이, 입사되는 레이저 빔에 대한 폴리곤 미러의 일 반사면에서의 스캐닝 각도(θ)는 수학식 12와 같다.Here, R represents the length of the radius of the polygon mirror circumscribed circle. Meanwhile, as shown in FIG. 12B, the scanning angle θ at one reflection surface of the polygon mirror with respect to the incident laser beam is expressed by Equation 12. FIG.

Figure 112007017378221-PAT00015
Figure 112007017378221-PAT00015

표 1은 폴리곤 미러의 일 반사면에서의 손실률과 분할되는 빔의 수와의 관계를 나타낸다. 손실률이 100% 미만이라는 것은 상기 수학식에서 C2가 C1보다 작은 경우 즉, 레이저 빔이 1개의 반사면을 커버리지하여 입력되는 경우를 의미하고, 손 실률이 100% 이상이라는 것은 상기 수학식에서 C2가 C1보다 큰 경우 즉, 입사되는 레이저 빔이 2개 이상의 반사면을 커버리지하여 입력되는 경우를 의미한다.Table 1 shows the relationship between the loss factor at one reflective surface of the polygon mirror and the number of beams split. A loss rate of less than 100% means that C2 is smaller than C1 in the above equation, that is, a laser beam is input by covering one reflecting surface, and a loss rate of 100% or more means that C2 is higher than C1 in the above equation. In other words, it means that the incident laser beam is input by covering two or more reflection surfaces.

손실률(tr, %)Loss rate (t r ,%) 빔 분할 수Beam split number 0~990-99 1~21 ~ 2 100~199100-199 2~32 ~ 3 200~299200-299 3~43 ~ 4 :: ::

손실률이 0 내지 99인 경우에는 레이저 빔이 폴리곤 미러의 반사면에 입사된 후 1 또는 2개로 분할되고, 손실률이 100 내지 199인 경우에는 레이저 빔이 2 또는 3개로 분할되며, 손실률이 200 내지 299인 경우에는 레이저 빔이 3 또는 4개로 분할되게 된다. 즉, 손실률이 증가할수록 분할되는 빔의 수가 증가하는 것이다. 또한, 레이저 빔이 2 또는 3개로 분할되는 경우는 레이저 빔의 구경(D)이 폴리곤 미러 반사면의 2개의 모서리를 커버리지할 수 있는 크기로 입사되는 경우이고, 레이저 빔이 3 또는 4개로 분할되는 경우는 레이저 빔의 구경(D)이 폴리곤 미러 반사면의 3개의 모서리를 커버리지할 수 있는 크기로 입사되는 경우이다.If the loss ratio is 0 to 99, the laser beam is divided into one or two after being incident on the reflecting surface of the polygon mirror, and if the loss ratio is 100 to 199, the laser beam is divided into two or three, and the loss ratio is 200 to 299 In this case, the laser beam is divided into three or four. In other words, as the loss rate increases, the number of split beams increases. Further, when the laser beam is divided into two or three, the aperture D of the laser beam is incident to a size that can cover the two edges of the polygon mirror reflection surface, and the laser beam is divided into three or four. The case is where the aperture D of the laser beam is incident with a size that can cover the three edges of the polygon mirror reflecting surface.

상기에서, 레이저 빔이 1 또는 2개로 분할되는 것은 폴리곤 미러 및 레이저 빔의 특성상 폴리곤 미러가 회전함에 따라, 반사면의 모서리 부분에 조사된 레이저 빔이 반사되는 현상으로써 유효한 빔 분할로 간주하기 어렵고, 레이저 빔이 2 또는 3개, 3 또는 4개 및 그 이상으로 분할되는 경우를 유효한 빔 분할 현상으로 볼 수 있다.In the above, the splitting of the laser beam into one or two is a phenomenon in which the laser beam irradiated to the edge portion of the reflective surface is reflected as the polygon mirror and the polygon mirror rotate due to the characteristics of the polygon mirror and the laser beam, and thus it is difficult to regard it as an effective beam splitting. The case where the laser beam is divided into two or three, three or four and more can be regarded as an effective beam splitting phenomenon.

상기 수학식 9 내지 수학식 11에서 알 수 있는 것과 같이, 손실률 즉, 분할되는 빔의 개수는 반사면의 수(N)가 증가할수록, 입력되는 레이저 빔의 구경(D)이 증가할수록, 폴리곤 미러 외접원의 반지름의 길이(R)가 감소할수록 증가하게 된다. 또한, 수학식 12에서 알 수 있는 것과 같이 반사면의 수(N)가 증가할수록 폴리곤 미러의 일 반사면에서의 스캐닝 각도가 점차 줄어들게 되므로, 결과적으로 폴리곤 미러의 일 반사면에서 분할 반사되는 레이저 빔은 모두 광학계(117)에 의해 집광될 수 있게 된다.As can be seen from Equation 9 to Equation 11, the loss ratio, that is, the number of split beams, increases as the number N of reflecting surfaces increases, and as the diameter D of the input laser beam increases, the polygon mirror It increases as the length R of the circumscribed circle decreases. Further, as can be seen in Equation 12, as the number N of reflecting surfaces increases, the scanning angle at one reflecting surface of the polygon mirror is gradually reduced, and as a result, the laser beam is split and reflected at one reflecting surface of the polygon mirror. All can be condensed by the optical system 117.

이와 같이 레이저 빔이 분할되어 대상물에 조사되게 되면 낮은 에너지로 동일한 가공면을 동시에 다수회 조사하는 효과를 얻을 수 있어, 대상물 가공 품질을 향상시킬 수 있음은 물론 수율을 향상시킬 수 있게 된다.As such, when the laser beam is divided and irradiated to the object, the effect of irradiating the same processing surface with multiple times at the same time with low energy can be obtained, thereby improving the processing quality of the object as well as improving the yield.

도 13은 레이저 빔이 폴리곤 미러의 복수의 반사면을 커버리지하도록 입사되는 경우 폴리곤 미러를 이용한 대상물 가공 개념을 설명하기 위한 도면으로, 설명의 편의를 위하여 폴리곤 미러를 확대하고 그 일부를 도시하였다.FIG. 13 is a view for explaining a concept of processing an object using a polygon mirror when a laser beam is incident to cover a plurality of reflective surfaces of the polygon mirror. The polygon mirror is enlarged and partially illustrated for convenience of description.

도시한 것과 같이 지정된 구경(D)을 갖는 레이저 빔을 복수개의 반사면을 갖는 폴리곤 미러에 조사한다. 이때, 레이저 빔이 예를 들어, 폴리곤 미러의 3개의 반사면을 커버리지하여 조사될 수 있도록 폴리곤 미러를 구현한다. 즉, 손실률이 100 내지 199%가 되도록 폴리곤 미러의 반사면 수를 제어하여 구현하는 것이다.As shown in the drawing, a laser beam having a designated aperture D is irradiated to a polygon mirror having a plurality of reflective surfaces. In this case, the polygon mirror is implemented so that the laser beam can be irradiated by covering the three reflective surfaces of the polygon mirror, for example. That is, by controlling the number of reflection surfaces of the polygon mirror so that the loss ratio is 100 to 199%.

지정된 구경(D)으로 레이저 빔이 입사되면, 이 레이저 빔은 폴리곤 미러(115-1)의 반사면 N1 및 N2의 전체와 N3의 일부에 조사된다. 반사면(N1)으로 조사되는 레이저 빔은 광학계(117)에서 집광되어 스테이지(121) 상에 안착된 대상물(119)에 조사되고, 폴리곤 미러가 회전함에 따라 해당 반사면(N1)에서의 스캐닝 각도 범위 내에서 대상물(119)을 가공하게 된다. 반사면(N2)에 조사되는 레이저 빔 및 반사면(N3)의 일부에 입사되는 레이저 빔 또한 동일한 원리에 의해 대상물(119)에 조사된다.When the laser beam is incident on the designated aperture D, the laser beam is irradiated to all of the reflecting surfaces N1 and N2 and a part of N3 of the polygon mirror 115-1. The laser beam irradiated onto the reflecting surface N1 is irradiated to the object 119 focused on the stage 121 and focused on the optical system 117, and the scanning angle on the reflecting surface N1 is rotated as the polygon mirror is rotated. The object 119 is processed within the range. The laser beam irradiated to the reflecting surface N2 and the laser beam incident on a part of the reflecting surface N3 are also irradiated onto the object 119 by the same principle.

이와 같이, 포인트 빔이 아닌 지정된 구경을 갖는 레이저 빔을 이용하여 대상물을 가공할 때, 레이저 빔이 폴리곤 미러의 복수개의 반사면을 커버리지하여 입사되도록 폴리곤 미러의 반사면 수를 제어함으로써 레이저 빔을 다수개로 분할할 수 있으며, 분할된 레이저 빔 각각에 의해 대상물의 가공면을 동시에 다수회 조사할 수 있게 된다.As described above, when processing an object using a laser beam having a specified aperture rather than a point beam, the laser beam is controlled by controlling the number of reflection surfaces of the polygon mirror so that the laser beam is incident on the plurality of reflection surfaces of the polygon mirror. It can be divided into pieces, and each of the divided laser beams can irradiate the processed surface of the object multiple times at the same time.

특히, 본 발명에서는 폴리곤 미러(115-1)로 레이저 빔을 입사시키기 전, 빔 분할 수단(105)에 의해 레이저 빔을 복수개로 분할한 상태이므로, 낮은 에너지로, 대상물의 가공 부위에 레이저 빔을 복수회 조사한 결과를 얻을 수 있으며, 복수개의 레이저 빔이 동시에 입사되므로 가공 속도를 빔 분할 전의 수준으로 유지하면서 좁은 선폭으로 가공이 가능해지고, 가공 후 품질 또한 보장할 수 있다.In particular, in the present invention, since the laser beam is divided into a plurality of pieces by the beam dividing means 105 before the laser beam is incident on the polygon mirror 115-1, the laser beam is applied to the processed portion of the object with low energy. A plurality of irradiation results can be obtained, and since a plurality of laser beams are incident at the same time, processing can be performed at a narrow line width while maintaining the processing speed at the level before beam splitting, and the quality after processing can also be guaranteed.

도 14은 AOD를 적용한 경우, 본 발명의 제 1 실시예에 의한 레이저 가공 장치의 구성도이다.14 is a configuration diagram of the laser processing apparatus according to the first embodiment of the present invention when AOD is applied.

음향-광학 디플렉터(Acousto-Optic Deflector; AOD)는 미세 면적을 고속으로 스캐닝할 수 있는 광학 구동 장치이다.The Acousto-Optic Deflector (AOD) is an optical drive capable of scanning microscopic areas at high speed.

레이저 스캐닝 시스템에서는 레이저 빔을 원하는 위치에 정밀히 맞춰 주어야 하며, 현재는 갈바노 스캐닝 미러나 폴리곤 미러 등이 주로 이용되고 있다. 그런데, 이러한 광학 구동장치들은 위치 정밀도를 수 ㎛ 이하 분해능까지 높이기 힘들고, ㎑의 스캐닝 주파수를 가지므로, 최근의 50㎑ 이상의 레이저 빔 PRF(Pulse Repetition Frequency; PRF)와 연동시 속도 제약을 가져오게 된다.In a laser scanning system, the laser beam must be precisely adjusted to a desired position. Currently, a galvano scanning mirror or a polygon mirror is mainly used. However, these optical driving devices are difficult to increase the position accuracy to a resolution of several μm or less, and have a scanning frequency of ㎑, resulting in speed constraints when interlocked with a laser beam PRF (PRF) of more than 50 kHz recently. .

광학 구동장치에서의 이러한 정밀도 및 속도의 한계를 극복하기 위해 음향-과학(Acousto-Optic) 기술을 응용한 AOD를 이용하여 레이저 가공 장치를 구현할 수 있으며, 이를 도 14에 도시하였다.In order to overcome this limitation of precision and speed in the optical drive device, a laser processing apparatus may be implemented using AOD using acoustic-optic technology, which is illustrated in FIG. 14.

도 14에 도시한 레이저 가공 장치는 도 1에 도시한 것과 달리, 고주파(RF) 드라이버(300) 및 AOD(302)를 포함한다.The laser processing apparatus shown in FIG. 14 includes a high frequency (RF) driver 300 and an AOD 302 unlike those shown in FIG.

현재, 레이저의 Q-스위칭 발진용으로 주로 사용되고 있는 음향-광학 변조기(Acousto-Optic Modulator)는 ㎒의 고주파 드라이버로 구동된다. 여기에서, Q-스위칭이란 레이저 광 펄스 출력 빔을 만드는 기법의 하나이다. 레이저 공진기의 Q값(공진값)이 떨어진 상태에서 여기하여 레이저 매질에 충분한 에너지를 축정한 후 갑자기 Q값을 올리면 발진이 시작되어 축적되었던 에너지는 빠르고 예리한 광 펄스로 방출된다. 레이저에서 Q-스위칭을 이용하면 수 GW의 출력을 얻을 수 있다.Currently, an acoustic-optic modulator, which is mainly used for Q-switching oscillation of lasers, is driven by a high frequency driver of MHz. Here, Q-switching is one of the techniques for making a laser light pulse output beam. When the Q value (resonance value) of the laser resonator is dropped, the energy is accumulated in the laser medium, and the Q value is suddenly raised. Then, the oscillation starts, and the accumulated energy is released as a quick and sharp light pulse. Using Q-switching in the laser yields several GW of power.

이러한 음향-광학 변조기에서 고주파 입력 신호를 2개로 하면서 위상차를 조절해 두면, 음파의 소, 밀 경계파면을 작은 각도로 회전하는 레이저 빔이 출력되게 된다.In such an acoustic-optic modulator, when the phase difference is adjusted with two high frequency input signals, a laser beam that rotates the small and wheat boundary waves of sound waves at a small angle is output.

따라서, 본 실시예에 의한 레이저 가공 장치에서는 RF 드라이버(300)를 통해 AOD(302)로 2개의 고주파 신호(예를 들어, 80㎒의 신호)를 입력한다. 그러면, AOD(302)를 통해 음파가 진행하고, 빔 분할 수단(105)으로부터 입력된 레이저 빔은 RF 드라이버(300)를 통해 입력된 고주파 신호의 주파수에 따라 결정되는 스캐닝 각도 사이를 회전하는 형태로 출력되게 된다.Therefore, in the laser processing apparatus according to the present embodiment, two high frequency signals (for example, a signal of 80 MHz) are input to the AOD 302 through the RF driver 300. Then, the sound wave proceeds through the AOD 302, and the laser beam input from the beam splitter 105 rotates between scanning angles determined according to the frequency of the high frequency signal input through the RF driver 300. Will be output.

AOD를 이용하게 되면, 폴리곤 미러를 이용하는 경우에 비하여 10배 이상의 정밀도, 100배 이상의 속도로 대상물을 가공할 수 있다. 또한, ㎒ 스캐닝이 가능하기 때문에 PRF에 비해 100배 이상의 빠른 주파수를 가지므로, 가공 구간에 걸쳐 감가속 구간에 관계 없이 각 위치에 균일하게 레이저 빔을 조사할 수 있게 된다.When AOD is used, the object can be processed at a speed of 10 times or more and 100 times or more than a polygon mirror. In addition, since the MHz scanning is possible, the frequency is 100 times faster than that of the PRF, and thus the laser beam can be uniformly irradiated at each position regardless of the deceleration / deceleration section over the processing section.

레이저 빔 분할 및 빔 성형 기능을 갖는 레이저 가공 장치Laser processing device with laser beam splitting and beam shaping function

대상물에 레이저 빔을 조사하게 되면 레이저 빔의 조사 부위가 제거되게 되며, 이때 발생하는 부산물은 절단면의 수직 방향으로 배출되게 된다. 대상물의 리세스 깊이가 깊지 않은 경우에는 부산물이 외부로 배출되는 것이 용이하지만, 리세스 깊이가 깊어질수록 레이저 빔 조사에 의해 승화 또는 기화되는 부산물이 외부로 배출되지 못하고 대상물 벽면에 응축(condensation)되고 재 침착(recast)되는 문제가 있다.When the laser beam is irradiated onto the object, the irradiated portion of the laser beam is removed, and the by-products generated are discharged in the vertical direction of the cutting plane. When the depth of the object is not deep, the by-products are easily discharged to the outside, but as the depth of the recess increases, the by-products sublimated or vaporized by the laser beam irradiation are not discharged to the outside and condensation is formed on the wall of the object. And recast.

이와 같이 부산물이 재 침착되어 대상물 절단 효율이 저하되는 문제는 대상물의 절단 폭을 넓힘으로써 해결할 수 있을 것으로 유추할 수 있다. 즉, 대상물의 절단 폭을 향상시키면 부산물의 외부 배출량이 높아지게 되어 대상물의 절단면에 재침착되는 부산물의 양을 최소화할 수 있을 것이다. 그러나, 대상물 절단폭을 증가시키게 되면 레이저 빔의 초점을 확대해야 하기 때문에 빔의 집속 강도(beam intensity)가 저하되어 절단폭은 넓어지지만 부산물의 제거 효율이 저하되고 대상물이 완전히 절단되지 않는 단점이 있다. 즉, 빔의 집속 강도는 조사 면적당 레이저 빔의 세기로 나타내어지는데, 빔의 초점 면적을 확대하면 그만큼 조사 면적이 증가하므로 결과적으로 빔의 집속 강도가 낮아지게 되는 것이다. 또한, 미세 가공이 필요한 대상물의 경우에는 절단폭을 증가시키는 데 한계가 있으므로, 이러한 방법에 의해서는 레이저 가공시 발생하는 부산물을 효과적으로 제거할 수 없다.As such, the problem that the by-products are re-deposited and the cutting efficiency of the object is lowered can be inferred to be solved by widening the cutting width of the object. In other words, by increasing the cutting width of the object will increase the external emissions of the by-products will be able to minimize the amount of by-products redeposited on the cutting surface of the object. However, if the cutting width of the object is increased, the focus of the laser beam must be enlarged, so the beam intensity of the beam is lowered and the cutting width is widened, but the removal efficiency of the by-products is reduced and the object is not completely cut. . That is, the focusing intensity of the beam is represented by the intensity of the laser beam per irradiation area. As the focal area of the beam is enlarged, the irradiation area increases by that amount, so that the focusing intensity of the beam is lowered. In addition, in the case of an object requiring fine processing, there is a limit in increasing the cutting width, and by this method, by-products generated during laser processing cannot be effectively removed.

한편, 대상물 절단시에는 대상물이 장착된 스테이지를 스테이지 이송 장치를 통해 이동시키면서 대상물에 레이저 빔을 조사할 수 있는데, 이로 인하여 실제로는 레이저 빔을 수직 조사하지만 결과적으로는 레이저 빔이 비스듬한 위치에서 조사되는 것과 같은 현상이 나타나게 된다. 이러한 현상은 대상물의 이송 속도가 빠를수록 더욱 크게 나타난다.On the other hand, when cutting an object, it is possible to irradiate a laser beam on the object while moving the stage on which the object is mounted through the stage transporting device. This actually irradiates the laser beam vertically, but as a result, the laser beam is irradiated at an oblique position. The same phenomenon will appear. This phenomenon appears larger as the object feeding speed is faster.

도 15는 대상물을 이송시키면서 레이저를 이용하여 대상물 가공시 부산물이 배출되는 것을 설명하기 위한 도면이다.15 is a view for explaining that by-products are discharged when the object is processed using a laser while transporting the object.

도시한 것과 같이, 대상물을 이동시키면서 레이저 빔을 조사하는 경우 레이저 빔을 대상물에 비스듬히 조사한 것과 같은 결과가 나타나고, 이에 따라 대상물의 절단면이 레이저 빔의 조사 방향(대상물 이송 방향과 반대 방향)으로 기울어진 사선 형상을 갖는 것을 알 수 있다. 대상물 절단시 발생하는 부산물(E)은 절단면의 수직 방향으로 배출되므로 이 경우 부산물(E)의 배출이 용이해짐을 알 수 있다.As shown, when the laser beam is irradiated while moving the object, the result is that the laser beam is obliquely irradiated onto the object, and accordingly, the cutting plane of the object is inclined in the irradiation direction of the laser beam (the direction opposite to the object conveyance direction). It turns out that it has a diagonal shape. By-product (E) generated when cutting the object is discharged in the vertical direction of the cutting surface in this case it can be seen that the discharge of the by-product (E) is easy.

이와 같이, 대상물의 절단면이 외부를 향하는 기울기를 갖는 경우 부산물의 배출이 용이해지며, 이러한 효과는 기울기가 낮을수록 크게 나타날 것이다. 그러나 대상물의 이송 속도를 증가시키게 되면 빔의 집속 강도가 낮아져 대상물이 절단되지 않게 되고 용융되는 데 그치게 되며, 스테이지 이송 장치가 고속으로 이동함에 따라 대상물이 흔들리는 등 공정 분위기가 불안정하게 되는 단점이 있다.As such, when the cut surface of the object has an inclination toward the outside, the by-products are easily discharged, and the effect will be greater as the inclination is lower. However, if the conveying speed of the object is increased, the focusing intensity of the beam is lowered so that the object is not cut and melted, and the process atmosphere becomes unstable, such as the object being shaken as the stage conveying apparatus moves at a high speed.

따라서, 본 발명은 대상물에 조사하는 레이저 빔의 형상을 타원으로 성형할 수 있는 레이저 가공 장치를 제시한다.Therefore, this invention provides the laser processing apparatus which can shape the shape of the laser beam irradiated to an object to ellipse.

도 16은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 레이저 가공 장치의 구성도이다.16 is a configuration diagram of a laser processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

본 실시예에 의한 레이저 가공 장치는 전체적인 동작을 제어하는 제어부(101), 지정된 구경의 레이저 빔을 출력하기 위한 레이저 발생 수단(103), 레이저 발생 수단(103)에서 출사되는 레이저 빔을 적어도 둘 이상으로 분할하는 빔 분할 수단(105), 미러(129)를 구동하는 드라이버(107), 제어 파라미터 및 제어 명령을 입력하기 위한 입력부(109), 작동 상태 등의 정보를 표시하기 위한 출력부(111), 데이터 저장을 위한 저장부(113), 빔 분할 수단(105)으로부터 출사되는 레이저 빔을 대상물 상의 가공 부위로 반사시키는 미러(129), 미러(129)에서 반사된 레이저 빔을 집광하여 대상물 상에 조사하는 광학계(117), 광학계(117)를 통과한 레이저 빔의 형상을 각각 타원으로 변형하기 위한 적어도 둘 이상의 빔 성형부(131-1, 131-2; 131) 및 대상물(119)이 가공되는 동안 스테이지(121)를 레이저 빔의 조사 방향과 반대 방향으로 적어도 1회 이송시키는 스테이지 이송 수단(123)을 포함한다.The laser processing apparatus according to the present embodiment includes at least two laser beams emitted from the control unit 101 for controlling the overall operation, the laser generating means 103 for outputting a laser beam having a specified aperture, and the laser generating means 103. A beam dividing means 105 for dividing into pieces, a driver 107 for driving the mirror 129, an input portion 109 for inputting control parameters and a control command, an output portion 111 for displaying information such as an operation state, and the like. In addition, the storage unit 113 for storing data, the mirror 129 for reflecting the laser beam emitted from the beam splitter 105 to the processing site on the object, and the laser beam reflected from the mirror 129 to focus on the object At least two beam forming parts 131-1, 131-2; 131, and an object 119 are processed to deform the shape of the laser beam passing through the optical system 117 and the optical system 117 into ellipses, respectively. During the stage 121 And a stage transfer means 123 for transferring at least once in a direction opposite to the irradiation direction of the laser beam.

여기에서, 미러(129)는 폴리곤 미러로 구성할 수 있으며, 광학계(117)는 집광 렌즈로 구성할 수 있다. 미러(129)를 폴리곤 미러로 구성하는 경우, 도 10에 도시한 것과 오차 보정 수단(125), 인코더(127), 엑츄에이터(200) 등에 의해 오차를 보정할 수 있음은 물론이다.The mirror 129 may be configured as a polygon mirror, and the optical system 117 may be configured as a condenser lens. When the mirror 129 is configured as a polygon mirror, the error can be corrected by the error correction means 125, the encoder 127, the actuator 200, and the like as shown in FIG.

또한, 빔 성형부(131)는 도 17과 같이 예를 들어, 제 1 원통형 렌즈(1310) 및 제 2 원통형 렌즈(1320)로 구성할 수 있다. 제 1 원통형 렌즈(1310)는 장초점 렌즈로서 레이저 빔을 단면광으로 변형하고, 제 2 원통형 렌즈(1311)는 단초점 렌즈로서 제 1 원통형 렌즈(1310)와 투과 방향이 수직이 되도록 지정된 거리만큼 이격되어 설치되어, 제 1 원통형 렌즈(1310)로부터 투과된 단면광을 타원형의 빔으로 변형하여 투과한다. 또한, 제 1 원통형 렌즈(1310)의 위치를 상하로 조절함으로써, 가공 대상 표면에 조사되는 빔의 크기를 변경할 수 있다.In addition, as illustrated in FIG. 17, the beam shaping unit 131 may include, for example, a first cylindrical lens 1310 and a second cylindrical lens 1320. The first cylindrical lens 1310 is a long focal lens and transforms the laser beam into sectional light, and the second cylindrical lens 1311 is a short focal lens by a specified distance such that the transmission direction is perpendicular to the first cylindrical lens 1310. Spaced apart from each other, the cross-sectional light transmitted from the first cylindrical lens 1310 is transformed into an elliptical beam and transmitted. In addition, by adjusting the position of the first cylindrical lens 1310 up and down, the size of the beam irradiated to the surface to be processed can be changed.

타원형 레이저 빔의 크기는 레이저 빔의 출력이 증가됨에 따라 장축의 길이가 증가되도록 하며, 반대로 출력이 저하되면 장축의 길이를 작게 한다. 즉, 레이저 빔의 출력에 따라 초점면의 크기를 변경하여 빔의 집속 강도가 유지될 수 있도록 하여야 한다.The size of the elliptical laser beam is to increase the length of the long axis as the output of the laser beam is increased, on the contrary, if the output is reduced, the length of the long axis is reduced. That is, the focal plane size should be changed according to the output of the laser beam to maintain the focusing intensity of the beam.

도 17에서는 빔 성형부(131)를 원통형 렌즈를 이용하여 구성한 경우에 대하여 설명하였으나, 레이저 빔의 형태를 타원으로 변형할 수 있는 모든 가능한 소자 중 어느 하나를 이용하여 구성할 수 있음은 물론이다.In FIG. 17, the beam shaping unit 131 has been described using a cylindrical lens. However, the beam shaping unit 131 may be configured by using any one of all possible elements that may transform the shape of the laser beam into an ellipse.

도 18은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 레이저 가공 장치를 이용한 대상물 가공시 부산물이 승화하는 것을 설명하기 위한 도면이다.18 is a view for explaining sublimation of by-products during object processing using the laser processing apparatus according to the second embodiment of the present invention.

대상물(119)은 스테이지 이송 장치(123)에 의해 이동되고, 이송 방향과 반대 방향으로 절단이 시작된다. 빔 성형부(131)를 통해 조사되는 레이저 빔은 대상물의 절단면이 사선으로 절단되게 한다. 즉, 대상물의 절단면은 대상물 절단 방향으로 기울어진 사선 형상을 갖게 되는 것이다. 이때, 절단면의 길이는 레이저 빔의 장축의 길이(D1)가 되고, 절단 폭은 레이저 빔의 단축의 길이(D2)가 된다.The object 119 is moved by the stage transfer device 123, and cutting starts in a direction opposite to the transfer direction. The laser beam irradiated through the beam shaping unit 131 causes the cutting plane of the object to be cut diagonally. That is, the cutting surface of the object has an oblique shape inclined in the cutting direction of the object. At this time, the length of the cut surface is the length D1 of the long axis of the laser beam, and the cut width is the length D2 of the short axis of the laser beam.

레이저 빔이 타원형으로 조사되어 대상물의 절단면이 사선 형상으로 절단되기 때문에, 절단면에서 발생하는 부산물(E)은 모두 외부로 배출되고 절단부위 하단에 고립되지 않게 된다.Since the laser beam is elliptical and the cutting surface of the object is cut in an oblique shape, all by-products E generated from the cutting surface are discharged to the outside and are not isolated at the lower end of the cutting portion.

상술한 것과 같이, 대상물(119)에 조사되는 타원형 레이저 빔의 크기는 단축과 장축의 길이 비가 1:4 내지 1:12로 하는 것이 바람직하나 절단해야 할 대상물(119)의 총 깊이에 따라 그 비율은 가변될 수 있을 것이다.As described above, the size of the elliptical laser beam irradiated to the object 119 is preferably a ratio of the length of the short axis and the long axis is 1: 4 to 1:12, but the ratio is depending on the total depth of the object 119 to be cut. May be variable.

이러한 레이저 가공 장치를 이용하여 대상물(119)을 가공하는 방법은 도 1에서 설명한 것과 유사하므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Since the method of processing the object 119 using the laser processing apparatus is similar to that described with reference to FIG. 1, a detailed description thereof will be omitted.

레이저 빔 분할 및 필터링 기능을 갖는 레이저 가공 장치Laser processing unit with laser beam splitting and filtering

도 1에 도시한 레이저 가공 장치는 레이저 빔을 둘 이상으로 분할함으로써, 그리고 레이저 빔을 빔 스캐너를 통해 조사함과 동시에 대상물을 레이저 빔의 조사 방향과 반대 방향으로 이송시켜 대상물을 가공함으로써, 가공 효율 및 속도를 향상시킬 수 있는 등의 이점이 있다.The laser processing apparatus shown in FIG. 1 processes the object by dividing the laser beam into two or more and by processing the object by irradiating the laser beam through the beam scanner and simultaneously transferring the object in the direction opposite to the irradiation direction of the laser beam. And the speed can be improved.

도 19a 내지 19d는 일반적인 레이저 가공 장치에서 레이저 빔이 대상물에 반복 조사되는 개념을 설명하기 위한 도면으로, 설명의 편의를 위하여 대상물이 고정되어 있다고 가정하여 설명하기로 한다.19A to 19D are diagrams for describing a concept in which a laser beam is repeatedly irradiated to an object in a general laser processing apparatus, and it will be described on the assumption that the object is fixed for convenience of description.

도시된 것과 같이, 도 19a로부터 도 19d로 이동할수록 빔 스캐너의 미러(도 2의 320)가 점차 기울어지면서 레이저 빔이 대상물(119)에 조사되는 위치가 변화되는 것을 알 수 있다. 레이저 빔은 연속 주사되고 미러(320) 또한 연속 운동하기 때문에, 결과적으로 레이저 빔은 대상물(119)의 가공면에 직선으로 조사되게 되며, 대상물(119) 표면이 직선으로 연속 가공되게 된다(1, 2, 3).As shown in FIG. 19, it can be seen that as the mirror (320 of FIG. 2) of the beam scanner is gradually inclined, the position where the laser beam is irradiated to the object 119 is changed as it moves from FIG. 19A to FIG. 19D. Since the laser beam is continuously scanned and the mirror 320 is also continuously moving, the laser beam is irradiated in a straight line to the processing surface of the object 119, and the surface of the object 119 is continuously processed in a straight line (1, 2, 3).

이와 같이 미러(320)가 회전하여 설정된 각도까지 이동한 후에는 다시 도 19d로부터 도 19a 방향으로 역회전한다.After the mirror 320 is rotated and moved to the set angle in this manner, the mirror 320 is reversely rotated from FIG. 19D to FIG. 19A.

그런데, 빔 스캐너의 미러(320)가 지정된 각도로 회전을 반복할 때 회전 반환점에서 레이저 빔이 이동하지 않고 반복 조사되는 결과를 가져온다. 이에 따라 미러의 회전 반환점서 레이저 빔이 조사된 대상물의 가공 영역이 다른 가공 영역보다 깊게 리레스되어 가공 균일성이 저하되게 된다.However, when the mirror 320 of the beam scanner repeats the rotation at the designated angle, the laser beam does not move at the rotation return point and is repeatedly irradiated. As a result, the processing area of the object to which the laser beam returns the rotational return point of the mirror is recessed more deeply than other processing areas, thereby decreasing processing uniformity.

따라서, 본 실시예에서는 미러의 회전 반환점에서 대상물의 가공 불균일성을 해결하기 위하여 마스크를 도입한 레이저 가공 장치를 제시한다.Therefore, the present embodiment proposes a laser processing apparatus incorporating a mask in order to solve the processing nonuniformity of the object at the return point of rotation of the mirror.

도 20은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 레이저 가공 장치의 개략 구성도이다.20 is a schematic configuration diagram of a laser machining apparatus according to a third embodiment of the present invention.

본 실시예에 의한 레이저 가공 장치는 도 1에 도시한 구성에 더하여, 빔 스캐너(115)로부터 레이저 빔이 출사될 때 미러(도 2의 320)의 회전 반환점에서 출사되는 레이저 빔을 필터링하기 위한 홀(H)을 포함하는 마스크(400)를 더 포함한다.In addition to the configuration shown in FIG. 1, the laser processing apparatus according to the present embodiment includes a hole for filtering the laser beam emitted at the rotational return point of the mirror (320 of FIG. 2) when the laser beam is emitted from the beam scanner 115. It further includes a mask 400 including (H).

여기에서, 마스크(400)는 빔 스캐너(115)와 광학계(117) 사이 또는 광학계(117)와 대상물(119) 사이에 설치될 수 있으며, 금속 등과 같이 레이저 빔을 반사시킬 수 있는 재질 또는 레이저 빔을 흡수할 수 있는 재질을 이용하여 제작된다.Here, the mask 400 may be installed between the beam scanner 115 and the optical system 117 or between the optical system 117 and the object 119, the material or the laser beam that can reflect the laser beam, such as metal It is manufactured using materials that can absorb the

이와 같은 레이저 가공 장치에서, 빔 스캐너(115) 미러의 회전 반환점에서 조사되는 레이저 빔은 마스크(400)의 홀(H) 주변 영역으로 조사되어 반사되게 되며, 따라서 홀(H)을 통과하여 대상물(119)에 조사되는 레이저 빔은 이동 속도가 0이 되는 지점이 없이 균일하게 조사되게 된다. 즉, 본 실시예에서 마스크(400)는 빔 스캐너(155) 미러(320)의 이동 속도가 0이 되는 지점에서 조사되는 레이저 빔을 반사시키는 역할을 하는 것이다.In such a laser processing apparatus, the laser beam irradiated at the rotational return point of the mirror of the beam scanner 115 is irradiated and reflected to the area around the hole H of the mask 400, and thus passes through the hole H and the object ( The laser beam irradiated to 119 is uniformly irradiated without the point where the moving speed becomes zero. That is, in this embodiment, the mask 400 serves to reflect the laser beam irradiated at the point where the moving speed of the mirror 320 of the beam scanner 155 becomes zero.

도 21은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 레이저 가공 장치에 의하여 대상물 표면이 균일하게 가공되는 개념을 설명하기 위한 도면이다.21 is a view for explaining the concept that the object surface is uniformly processed by the laser processing apparatus according to the third embodiment of the present invention.

도시된 것과 같이, 미러(320)가 회전을 반복할 때, 제 1 종단과 제 2 종단에서 미러가 방향을 전환하기 위하여 속도가 0으로 되고, 이 지점에서 대상물의 가공면에 레이저 빔이 과다 조사되는 것을 방지하기 위하여, 홀(H)을 구비한 마스크(400)를 도입하여 제 1 및 제 2 종단에서 출사되는 레이저 빔을 필터링한다.As shown, when the mirror 320 repeats the rotation, the speed becomes zero at the first end and the second end to change the direction of the mirror, and at this point, the laser beam is irradiated on the processing surface of the object. In order to prevent that, the mask 400 having the hole H is introduced to filter the laser beams emitted from the first and second ends.

마스크(400)는 홀(H)의 크기별로 복수개 제작하여 레이저 빔의 주사 폭에 따라 교체하여 사용할 수 있고, 마스크(400)의 홀(H)의 크기가 일정한 경우, 미러의 회전 반환점에서 출사되는 레이저 빔을 필터링하기 위해서는 마스크(400)를 하강 또는 상승시킴으로써 홀(H)로 통과되는 빔의 주사 폭을 조절할 수 있다. 또한, 마스크(400)를 교체하거나 이동시킬 수 없는 경우에는 빔 스캐너(115) 미러(320)의 회전 각도를 조절함으로써 레이저 빔의 주사 폭을 조절할 수 있다.A plurality of masks 400 may be manufactured according to the size of the holes H, and may be replaced according to the scanning width of the laser beam. When the size of the holes H of the mask 400 is constant, the mask 400 may be emitted from the return point of rotation of the mirror. In order to filter the laser beam, the scanning width of the beam passing through the hole H may be adjusted by lowering or raising the mask 400. In addition, when the mask 400 may not be replaced or moved, the scanning width of the laser beam may be adjusted by adjusting the rotation angle of the mirror 320 of the beam scanner 115.

아울러, 이와 같은 마스크(400)는 빔 분할 수단(105)에서 분할되는 빔의 개수만큼 구현하는 것이 바람직하다.In addition, the mask 400 is preferably implemented by the number of beams divided by the beam splitter 105.

레이저 빔 분할 및 대상물 냉각 기능을 갖는 레이저 가공 장치Laser processing unit with laser beam splitting and object cooling

레이저 가공시에는 빔의 집속 부위에서 발생한 파티클이 대상물 표면에 접촉되어 대상물의 성능에 영향을 주게 된다. 이러한 파티클을 제거하기 위하여 대상물을 세정하여야 하는데, 이 경우 대상물이 세정물질에 노출된 상태이기 때문에 또 다른 오류가 발생하는 등의 문제가 있다.In laser processing, particles generated at the focused portion of the beam come into contact with the surface of the object to affect the performance of the object. In order to remove such particles, the object must be cleaned, and in this case, another error occurs because the object is exposed to the cleaning material.

이러한 문제를 해결하기 위해 레이저 빔으로 대상물을 가공하기 전 대상물 표면에 코팅층을 형성하는 방법이 이용되고 있다. 그런데, 코팅층을 형성한 대상물 가공 후, 코팅층을 제거하기 위한 세정공정이 별도로 수반되어야 하고, 코팅층 세정을 위한 세정액 내에는 대상물 가공시 발생한 파티클이 포함되게 되어, 이러한 파티클을 회수하기 위한 별도의 필터 장치가 필요하게 된다.In order to solve this problem, a method of forming a coating layer on the surface of an object before processing the object with a laser beam is used. By the way, after processing the object to form a coating layer, the cleaning process for removing the coating layer should be accompanied separately, and the cleaning liquid for cleaning the coating layer will include particles generated during the object processing, a separate filter device for recovering such particles Will be needed.

따라서, 본 실시예에서는 대상물 가공시 가공 챔버 내의 수증기를 이용하여 대상물 표면을 결빙시키고, 이 결빙층을 코팅층으로 활용함으로써, 대상물 가공 공정을 간단히 하고, 대상물 가공 완료 후 결빙층을 제거하며, 이때 함께 제거된 파티클을 필터를 이용하여 회수함으로써 산업 폐수의 발생을 최소화하도록 한다.Therefore, in the present embodiment, the object surface is frozen using water vapor in the processing chamber when the object is processed, and this ice layer is used as a coating layer, thereby simplifying the object processing process, and removing the freezing layer after the object processing is completed. The removed particles are recovered using a filter to minimize the generation of industrial wastewater.

도 22는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 레이저 가공 장치의 개략 구성도이다.22 is a schematic configuration diagram of a laser machining apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

도 22에 도시한 레이저 가공 장치는 도 1(또는 도 16)에 도시한 레이저 가공 장치의 구성에 더하여, 열전소자(Thermoelectric Cooling Module; TEC Module)(502), 단열수단(504), 가습 수단(506), 센서(508) 및 해빙 수단(510)을 더 포함하고, 이들은 각각 제어부(101)에 의해 제어된다. 아울러, 대상물(119)은 챔버(500) 내로 로딩된다.In addition to the configuration of the laser processing apparatus shown in FIG. 1 (or FIG. 16), the laser processing apparatus shown in FIG. 22 includes a thermoelectric cooling module (TEC Module) 502, a heat insulating means 504, and a humidification means ( 506, sensor 508 and thawing means 510, which are each controlled by the controller 101. In addition, the object 119 is loaded into the chamber 500.

이와 같은 레이저 가공 장치에서, 열전소자(502)가 냉각을 개시함에 따라 열전소자(502) 상의 스테이지(121)가 냉각되게 되고, 결국 가공 대상물(119)의 온도가 낮아지게 된다. 챔버(500) 내의 온도는 상온이므로 대상물(119)의 온도가 저하됨에 따라 그 온도 차이에 의해 수증기가 응축하여 대상물(119) 표면에 결로가 발생하게 되고, 열전소자(502)가 계속해서 냉각을 계속함에 따라 대상물(119) 표면에 결빙층(135)이 형성되게 된다.In such a laser processing apparatus, as the thermoelectric element 502 starts cooling, the stage 121 on the thermoelectric element 502 is cooled, and as a result, the temperature of the object 119 is lowered. Since the temperature in the chamber 500 is room temperature, as the temperature of the object 119 is lowered, water vapor condenses due to the temperature difference, and condensation occurs on the surface of the object 119, and the thermoelectric element 502 continues to cool. As it continues, the ice layer 135 is formed on the surface of the object 119.

이러한 결빙층(135)은 레이저 빔을 이용하여 대상물(119)을 가공할 때 대상물(119) 표면을 보호하고 부수적으로 발생되는 파티클이 대상물(119) 표면에 직접 접촉되는 것을 방지하기 위한 코팅층으로서의 역할을 한다.The freezing layer 135 serves as a coating layer to protect the surface of the object 119 when the object 119 is processed using a laser beam and to prevent incidental particles from directly contacting the surface of the object 119. Do it.

즉, 스테이지(121) 상의 대상물(119)을 열전소자(502)에 의해 냉각시킴으로써, 대상물(119) 상에 코팅층으로서의 결빙층(135)을 형성하고 빔 분할 수단(105)에 의해 분할된 레이저 빔을 빔 스캐너(115)(또는 미러(129)) 및 광학계(117)를 통해 대상물(10) 상에 조사한다. 이때, 대상물(119) 상에는 결빙층(135)이 형성되어 있으므로, 레이저 빔에 의해 대상물(119)이 가공되면서 발생하는 파티클은 결빙층(135) 상에 부착되게 된다. 가공이 완료되면 결빙층(135)을 녹임으로써 대상물(119)을 세정하며, 이때 결빙층(135) 상에 부착되어 있던 파티클 또한 함께 제거된다. 따라서, 결빙층이 녹아서 발생한 물에는 파티클이 포함되어 있게 되며, 이 물을 필터링함으로써 환경 오염의 원인이 되는 파티클을 회수할 수 있게 된다.That is, by cooling the object 119 on the stage 121 with the thermoelectric element 502, the ice layer 135 as a coating layer is formed on the object 119 and the laser beam divided by the beam splitting means 105. Is irradiated onto the object 10 through the beam scanner 115 (or the mirror 129) and the optical system 117. At this time, since the freezing layer 135 is formed on the object 119, particles generated while the object 119 is processed by the laser beam are attached to the freezing layer 135. When the processing is completed, the object 119 is cleaned by melting the ice layer 135, and the particles attached to the ice layer 135 are also removed. Therefore, the water generated by melting the freezing layer contains particles, and by filtering the water, it is possible to recover particles that cause environmental pollution.

한편, 챔버(500) 내로 대상물(119)을 로딩하고 난 후 대상물(119)을 냉각시킴으로써 소요되는 시간을 단축시키기 위하여 대상물(119)을 예비냉각한 후 챔버(500) 내로 로딩하는 것도 가능하다. 이 경우, 대상물(119)을 챔버(500)내로 로딩한 후 대상물(119)과 스테이지(121) 사이에 응결된 수분이 결빙되는 현상이 발생할 수 있으므로, 예비 냉각 온도는 응결점보다 높게 설정하는 것이 바람직하다. 응결점은 수증기가 물로 변화하기 시작하는 온도로서, 주위의 습도에 따라 결정되며, 습도와 응결점은 비례관계에 있다.Meanwhile, in order to shorten the time required by cooling the object 119 after loading the object 119 into the chamber 500, the object 119 may be pre-cooled and then loaded into the chamber 500. In this case, after loading the object 119 into the chamber 500, a phenomenon may occur in which water condensation freezes between the object 119 and the stage 121, so that the preliminary cooling temperature is set higher than the dew point. desirable. The condensation point is the temperature at which water vapor begins to change into water, which is determined by the surrounding humidity. The humidity and the condensation point are proportional to each other.

이와 같이, 본 실시예에서는 챔버(500) 내의 온도와 대상물(119)과의 온도 차이를 이용하여 대상물(119) 표면에 결빙층(135)을 형성하고 이를 코팅층으로 활용한다. 결빙은 주위의 수증기가 응결되면서 일어나는 현상으로, 일종의 얼음 결정이 성장되는 현상이므로 결빙층(135)은 투명하지 않으며, 이 경우 결빙층(135) 하부의 대상물(119)에 형성된 패턴, ID 등과 같은 정보를 읽을 수 없게 된다. 이러한 현상은 결빙층(135)을 일부 녹인 후 재냉각시키는 과정에 의해 해결할 수 있으며, 이를 위하여 본 발명의 레이저 가공장치는 해빙수단(510)을 더 포함한다.As such, in the present embodiment, an ice layer 135 is formed on the surface of the object 119 by using a temperature difference between the temperature in the chamber 500 and the object 119 and used as a coating layer. Freezing is a phenomenon caused by condensation of water vapor around the ice crystals, which is a kind of growth of ice crystals, and thus the freezing layer 135 is not transparent. In this case, a pattern, ID, etc. formed on the object 119 under the freezing layer 135 The information will be unreadable. This phenomenon can be solved by a process of re-cooling after melting some of the ice layer 135, for this purpose, the laser processing apparatus of the present invention further comprises a thawing means (510).

결빙층(135)을 녹이기 위한 해빙수단(510)은 접촉식 및 비접촉식 중 어느 하나로 구성할 수 있으며, 접촉식으로 결빙층(135)을 녹이는 경우에는 결빙층 표면을 가열된 금속판에 의해 활주시키기 위하여 해빙수단(135)을 금속판으로 구성하고, 비접촉식으로 결빙층(135)을 녹이는 경우에는 결빙층(135)에 더운 공기를 고루 분사하기 위하여 히팅 코일(heating coil)로 구성할 수 있다. 접촉식 해빙수단(510)의 경우 결빙층(135) 표면이 평탄한 경우에 유용하며, 비접촉식 해빙수단(510)은 결빙층(135) 표면이 평탄한 경우 뿐 아니라 요철이 있는 경우에도 유용하다.The thawing means 510 for melting the freezing layer 135 may be configured as either a contact or non-contact type, and in the case of melting the freezing layer 135 by contact, in order to slide the surface of the freezing layer by a heated metal plate. When the thawing means 135 is composed of a metal plate, and the frosting layer 135 is melted in a non-contact manner, the thawing means 135 may be configured as a heating coil in order to spray hot air evenly onto the frosting layer 135. The contact thawing means 510 is useful when the surface of the freezing layer 135 is flat, and the non-contact thawing means 510 is useful when the surface of the freezing layer 135 is flat as well as when there is irregularities.

아울러, 대상물(119) 표면에 형성되는 결빙층(135)의 두께는 챔버(500) 내의 습도에 따라 변화되며, 습도는 또한 온도에 따라 변화되게 된다. 본 발명에서는 챔버(500) 내의 온도와 습도를 제어하여 결빙층(135)의 두께를 조절하기 위하여 챔버(500) 내에 센서(508)를 부착한다. 챔버(500) 내의 습도는 낮게 관리하는 것이 일반적이므로 습도가 과도하여 결빙층(135)의 두께가 계속해서 두꺼워지는 문제는 고려하지 않아도 되며, 센서(508)에서 감지한 챔버(500) 내의 습도가 지정된 값 이하인 경우 챔버(500) 내의 습도가 부족하여 결빙층(135)이 충분히 형성되지 않는 것을 방지하기 위하여 챔버(500) 내로 습기를 보충하기 위한 가습 수단(506)을 추가로 구성한다.In addition, the thickness of the freezing layer 135 formed on the surface of the object 119 is changed according to the humidity in the chamber 500, and the humidity is also changed according to the temperature. In the present invention, the sensor 508 is attached to the chamber 500 to control the temperature and humidity in the chamber 500 to control the thickness of the freezing layer 135. Since the humidity in the chamber 500 is generally managed low, the problem of excessively high thickness of the ice layer 135 due to excessive humidity does not need to be considered, and the humidity in the chamber 500 sensed by the sensor 508 is not considered. When the temperature is less than the specified value, the humidifier means 506 is further configured to replenish moisture into the chamber 500 to prevent the humidity in the chamber 500 from insufficiently forming the freezing layer 135.

도 23a 내지 23d는 도 22에 도시한 레이저 가공 장치를 이용하여 대상물을 가공하는 예를 설명하기 위한 도면이다.23A to 23D are diagrams for explaining an example of processing an object using the laser processing apparatus shown in FIG. 22.

도 23a에 도시한 것과 같이, 스테이지 상에 고정된 대상물(119)을 스테이지 하부의 열전소자(502)에 의해 냉각시켜 결빙층(135)을 형성하고, 도 23b에 도시한 것과 같이 지정된 가공 위치에 레이저 빔을 조사한다.As shown in Fig. 23A, the object 119 fixed on the stage is cooled by the thermoelectric element 502 at the bottom of the stage to form a freezing layer 135, and at the designated processing position as shown in Fig. 23B. Irradiate the laser beam.

레이저 빔을 조사하여 가공이 완료되고 나면, 도 23c와 같이 결빙층(135) 표면에 가공 부산물인 파티클(G)이 부착되게 되며, 가공부위(F)에도 결빙층(137)이 형성되게 된다. 즉, 레이저 빔을 조사하는 중에도 대상물(119)이 냉각된 상태를 유지하기 때문에 가공부위(F)에도 대상물(119)과 챔버 내의 온도 차이에 의해 결빙층(137)이 형성되는 것이다.After the machining is completed by irradiating the laser beam, particles G as processing by-products are attached to the surface of the freezing layer 135 as shown in FIG. 23C, and the freezing layer 137 is formed on the processing site F as well. That is, since the object 119 is maintained in a cooled state even while irradiating the laser beam, the freezing layer 137 is formed at the processing site F by the temperature difference in the object 119 and the chamber.

가공이 완료되면 대상물을 건식 또는 습식으로 세정하여 결빙층(135, 137) 및 파티클(G)을 제거하여, 도 23d에 도시한 것과 같이 세정이 완료된, 원하는 가공부위(F)가 가공된 대상물(119)을 얻을 수 있다.When the processing is completed, the object is washed dry or wet to remove the icing layers 135 and 137 and the particles G, and the processed object F having the desired processing site F, which has been cleaned as shown in FIG. 23D, is processed ( 119).

레이저를 이용한 대상물 가공은 비접촉 방식이므로 레이저 빔의 가공 높이를 조절하기가 불가능하며, 열 영향으로 인해 직접적으로 레이저 빔이 닿지 않는 지점이라도 레이저 빔의 영향을 받을 수 있다. 따라서, 대상물이 안착되는 스테이지는 레이저 가공시 레이저 빔에 대한 투과/반사율보다 흡수율이 매우 낮은 재질을 사용해야 한다.Since the object processing using the laser is a non-contact method, it is impossible to adjust the processing height of the laser beam, and the laser beam may be affected even at a point where the laser beam does not directly touch due to the thermal effect. Therefore, the stage on which the object is mounted should use a material having a very low absorption rate than the transmission / reflection rate for the laser beam during laser processing.

레이저를 이용한 대상물 가공을 위해 스테이지 상에 가공 테이프를 붙이고, 그 위에 대상물을 안착시킨다. 이때, 가공 테이프는 두께가 100㎛ 내지 400㎛이며, 400℃까지 견딜 수 있는 내열 특성을 갖는다.A processing tape is applied on the stage for object processing with a laser and the object is seated thereon. In this case, the processing tape has a thickness of 100 μm to 400 μm and has a heat resistance characteristic that can withstand up to 400 ° C.

일반적으로, 레이저를 이용한 가공 과정에서 대부분의 레이저 빔이 투과되어 가공 테이프나 칩에 거의 영향을 주지 않지만, 칩의 크기가 일정 크기 이하일 때, 예를 들면 가로*세로가 3㎜*3㎜이내 이거나 칩 절단선 너비가 5㎜이내인 경우에는 좁은 영역에 투과될 수 있는 에너지 이상의 잉여 에너지가 쌓이게 되어, 반사 혹은 산란하는 에너지가 커져서 가공 테이프에 영향을 미쳐, 결국 가공 테이프가 손상을 입게 된다.In general, most laser beams are transmitted in the process of laser processing and hardly affect the processing tape or the chip. However, when the size of the chip is less than a certain size, for example, the width * length is within 3 mm * 3 mm or When the chip cutting line width is within 5 mm, surplus energy more than energy that can be transmitted in a narrow area is accumulated, and the energy of reflecting or scattering is increased to affect the processing tape, resulting in damage to the processing tape.

다시 말해, 스테이지를 레이저 가공에 적합한 재질로 제작하더라도, 대상물의 지름이나 두께, 칩의 크기, 칩 절단선의 너비와 개수 등 가공 파라미터에 따라 가공 테이프의 온도가 1000℃ 이상까지 상승할 수 있고, 이 경우 가공 테이프가 끊어지거나 녹아내려 손상된다. 결과적으로 가공 후에 대상물을 다른 장치로 옮기고자 하는 경우 대상물 상의 칩이 흩어지게 되어(flying chip) 다음 작업을 진행할 수 없는 문제가 있다. 또한, 가공 테이프가 녹아 스테이지에 붙어 가공 후에 떨어지지 않게 되면, 대상물 상의 칩 전체를 사용할 수 없게 된다.In other words, even if the stage is made of a material suitable for laser processing, the temperature of the processing tape may rise to 1000 ° C. or more depending on the processing parameters such as the diameter and thickness of the object, the size of the chip, the width and the number of the chip cutting lines. If the processing tape breaks or melts, it is damaged. As a result, if the object is to be moved to another device after processing, the chip on the object is scattered (flying chip) and there is a problem that the next operation cannot be performed. If the processing tape melts and sticks to the stage and does not fall off after processing, the entire chip on the object becomes unusable.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 실시예에서는 대상물이 안착되는 스테이지 자체에 냉각 기능을 부여한다.In order to solve this problem, in the present embodiment, a cooling function is given to the stage itself on which the object is seated.

도 24는 본 발명에 적용되는 스테이지의 일 예시도이다.24 is an exemplary view of a stage applied to the present invention.

도 24에 도시한 스테이지(121)는 복수의 진공홀이 형성되어 대상물이 안착되는 몸체부(1211), 몸체부(1211)의 배면에 설치되어 공기를 흡입하는 진공관로가 형성된 진공부(1213), 진공부(1213)의 배변에 설치되어 몸체부(1211)에 집적된 열을 배출하는 냉각부로서의 열전소자부(1215)와 냉각 관로부(1217)를 포함한다.The stage 121 shown in FIG. 24 has a plurality of vacuum holes formed therein, a body portion 1211 on which an object is seated, and a vacuum portion 1213 formed on a rear surface of the body portion 1211 and having a vacuum tube for sucking air. And a thermoelectric element part 1215 and a cooling conduit part 1217 which are installed at the defecation of the vacuum part 1213 and serve as a cooling part for discharging the heat accumulated in the body part 1211.

여기에서, 열전소자부(1215)는 몸체부(1211)에서 발생하는 열을 냉각시키는 역할을 하고, 냉각관로부(1217)는 열전소자(1215)의 배면에 설치되어 냉매가 순환되면서 열전소자부(1215)를 냉각시키는 역할을 한다.Here, the thermoelectric element 1215 serves to cool the heat generated from the body portion 1211, the cooling conduit portion 1217 is installed on the back of the thermoelectric element 1215, the refrigerant is circulated as the thermoelectric element portion It serves to cool 1215.

도 25a 내지 25d는 도 24에 도시한 스테이지 각 부의 상세 구성도이다.25A to 25D are detailed block diagrams of the stages shown in FIG. 24.

먼저, 도 25a에 도시한 것과 같이 몸체부(1211)는 복수의 진공홀(12111)을 구비하여, 그 상면에 가공 테이프 및 대상물이 순차적으로 안착된다. 진공홀(12111)은 몸체부(1211)에 복수개 형성되어 있으며, 외부의 펌프(미도시)에 형성된 진공관로와 연결되고, 펌프로부터의 진공압을 이용하여 상면에 안착된 대상물을 흡착 및 고정한다. 이때, 펌프로부터의 진공압은 50kpa 내지 80kpa로 제어하는 것이 바람직하다.First, as shown in FIG. 25A, the body part 1211 includes a plurality of vacuum holes 12111, and a processing tape and an object are sequentially mounted on the upper surface thereof. A plurality of vacuum holes 12111 are formed in the body portion 1211, are connected to a vacuum pipe formed in an external pump (not shown), and use the vacuum pressure from the pump to adsorb and fix the object seated on the upper surface. . At this time, the vacuum pressure from the pump is preferably controlled to 50kpa to 80kpa.

아울러, 몸체부(1211)는 석영, 다공질 유리(porous glass), 실버 세라믹, 요철석 중 어느 하나의 재질로 제작될 수 있으며, 실버 세라믹이란 은이 포함된 세라믹을 의미한다.In addition, the body portion 1211 may be made of any one material of quartz, porous glass, silver ceramic, uneven stone, and silver ceramic refers to a ceramic containing silver.

다음, 도 25b는 진공부(1213)의 상세 구성도로서, 진공부(1213)의 중앙부에는 진공홀(12131)이 형성되어 있다. 아울러, 몸체부(1211)에 복수개의 진공홀(12111)이 지름이 상이한 복수의 동심원 상에 형성되어 있는 경우에는, 동심원상에 형성된 진공홀(12111)의 배열에 따라 방사형으로 진공관로(12132)가 형성될 수 있다. 이러한 진공관로(12132)를 통해 공기를 흡입하여 몸체부(1211)에 대상물이 흡착되게 된다.Next, FIG. 25B is a detailed configuration diagram of the vacuum unit 1213, and a vacuum hole 12131 is formed in the center of the vacuum unit 1213. In addition, when the plurality of vacuum holes 12111 are formed in the body portion 1211 on a plurality of concentric circles having different diameters, the vacuum tube path 12132 is radially formed according to the arrangement of the vacuum holes 12111 formed on the concentric circles. Can be formed. The object is adsorbed to the body portion 1211 by sucking air through the vacuum tube path 12132.

도 25c는 열전소자부(1215)의 일 예시도로서, 열전소자부(1215)는 적어도 하나 이상의 열전소자(12151)로 구성된다.25C illustrates an example of the thermoelectric element 1215, and the thermoelectric element 1215 includes at least one thermoelectric element 12151.

열전소자(12151)는 열 에너지를 전기 에너지로 또는 전기 에너지를 열 에너지로 직접 변환시킬 수 있는 기능성 소자로, 펠티에(Peltier) 소자라고도 불리운다. 열전소자(1215)는 열을 흡열면에서 방열면으로 이동시키는 소자로서, 열전달 방향의 반전에 의해 냉각이나 가열의 변환이 가능하며, 온/오프 제어가 아닌 전압/전류의 제어에 의해 미세한 수전의 온도 제어가 가능한 장점이 있다. 아울러, 가동 부분이 없기 때문에 진동이나 소음이 없고, 프레온 냉매를 사용하지 않으므로 오염이나 공해가 없는 것이 특징이다.The thermoelectric element 12151 is a functional element capable of directly converting thermal energy into electrical energy or directly converting electrical energy into thermal energy, and is also called a Peltier device. The thermoelectric element 1215 is a device that moves heat from the heat absorbing surface to the heat dissipating surface. The thermoelectric element 1215 is capable of cooling or heating by inversion of the heat transfer direction, and by controlling the voltage / current rather than the on / off control. Temperature control is possible. In addition, since there is no moving part, there is no vibration or noise, and since no Freon refrigerant is used, there is no pollution or pollution.

도 25c에서, 열전소자(12151)는 도 25b에 도시한 진공부(1213)의 진공관로(12132)를 따라 방사형으로 배열하는 것이 바람직하다.In FIG. 25C, the thermoelectric elements 12151 are preferably arranged radially along the vacuum tube path 12132 of the vacuum unit 1213 shown in FIG. 25B.

다음, 도 25d는 냉각 관로부(1217)의 상세 구성도이다.Next, FIG. 25D is a detailed configuration diagram of the cooling conduit portion 1217.

냉각 관로부(1217)는 냉매 유입부(12171)를 통해 유입된 냉매를 냉각 관로(12173)를 통해 순환시켜 열전소자부(1215)를 냉각시킨다. 저수조(미도시)로 유입된 냉매는 압축기에 의해 압축되어 펌프에 의해 냉매 유입부(12171)를 통해 냉각 관로(12173)로 공급되어 순환하게 된다. 여기에서, 냉매로는 물, 물과 에틸렌글리콜(athylene glycol) 혼합물, 공기, 다른 냉각가스 또는 냉각액체가 사용될 수 있다.The cooling conduit part 1217 circulates the refrigerant introduced through the refrigerant inlet part 12171 through the cooling conduit 12173 to cool the thermoelectric element part 1215. The refrigerant introduced into the reservoir (not shown) is compressed by the compressor and supplied to the cooling conduit 12173 through the refrigerant inlet 12171 by the pump to circulate. Here, as the refrigerant, water, water and ethylene glycol (athylene glycol) mixture, air, other cooling gas or cooling liquid may be used.

아울러, 냉각 관로부(1217)의 냉각 관로(12173)를 통과하는 냉매의 유동률(flow rate)을 조절하기 위하여 냉각 관로(12173)에는 유동 제어밸브(도시하지 않음)가 설치될 수 있고, 냉매의 유동률은 펌핑비(pumping rate) 또는 다른 파라미터를 변화시킴으로써 제어할 수 있다.In addition, a flow control valve (not shown) may be installed in the cooling conduit 12173 in order to adjust the flow rate of the refrigerant passing through the cooling conduit 12173 of the cooling conduit 1217. The flow rate can be controlled by changing the pumping rate or other parameters.

도 25d에는 냉각 관로(12173)가 곡선 형상으로 되어 있으나, 방사상으로 뻗은 복수의 직선 냉각 관로를 설치하고 복수의 직선 냉각 관로를 연함으로써 냉각 관로를 구성할 수 있음은 물론이다. 또한, 냉각 관로는 나선형으로도 구성할 수 있다.Although the cooling conduit 12173 is curved in FIG. 25D, a cooling conduit can be configured by providing a plurality of linearly extending linear cooling conduits and connecting the plurality of linear cooling conduits. The cooling conduit can also be configured spirally.

또 다른 실시예에서, 냉매 유입부(12171) 및 냉매 유출부(12172)는 각각 복수개로 구성할 수도 있음은 물론이다.In another embodiment, the refrigerant inlet 12171 and the refrigerant outlet 12172 may be configured in plural, respectively.

이와 같은 스테이지(121)를 이용하여 대상물 표면에 코팅층이 형성되어 있는지의 여부에 따라 냉각 온도를 다르게 제어하여 대상물을 가공할 수 있다.The object 121 may be processed by controlling the cooling temperature differently according to whether the coating layer is formed on the surface of the object using the stage 121 as described above.

먼저, 코팅층이 형성되어 있지 않은 대상물 가공시에는 도 22에서 설명한 것과 같은 원리로 대상물 표면에 결빙층을 형성할 수 있고, 별도의 코팅층 형성 과정을 생략하고도 대상물을 안전하게 가공할 수 있다.First, when processing an object in which the coating layer is not formed, an ice layer may be formed on the surface of the object in the same principle as described in FIG. 22, and the object may be safely processed without the separate coating layer forming process.

한편, 코팅층이 형성된 대상물을 가공하는 경우에는 몸체부(1211)의 온도는 공기의 이슬점 이상의 온도를 유지하여야 한다. 이는 코팅층이 수용성 물질로 형성되기 때문이다. 즉, 이슬점 온도 이하로 내려가면 대상물 표면에 물방울이 맺히기 시작하고, 이로 인해 코팅물질이 용해되어 본래의 역할을 수행하지 못하게 된다.On the other hand, when processing the object on which the coating layer is formed, the temperature of the body portion 1211 should maintain a temperature above the dew point of the air. This is because the coating layer is formed of a water-soluble material. That is, when the temperature falls below the dew point temperature, water droplets start to form on the surface of the object, which causes the coating material to dissolve and thus cannot perform its original role.

이 경우, 몸체부(1211)의 온도는 일반적으로 0℃ 내지 20℃ 사이로 제어하는 것이 바람직하고, 몸체부(1211)의 온도를 감지하기 위해 몸체부(1211)에 온도센서(도시하지 않음)를 부착하고, 온도센서의 측정값에 따라 열전소자부(1215)에 인가되는 전원이 온/오프되도록 제어함으로써 몸체부(1211)가 지정된 온도를 유지하게 된다.In this case, the temperature of the body portion 1211 is generally preferably controlled between 0 ° C. and 20 ° C., and a temperature sensor (not shown) is attached to the body portion 1211 to sense the temperature of the body portion 1211. The body part 1211 maintains a specified temperature by controlling the power applied to the thermoelectric element part 1215 to be turned on / off according to the measured value of the temperature sensor.

도 22 및 도 25c에 도시한 열전소자는 예를 들어, 도 26에 도시한 것과 같은 구성을 갖는다.The thermoelectric elements shown in Figs. 22 and 25C have the same configuration as that shown in Fig. 26, for example.

도 26은 본 발명에 적용되는 열전소자의 일 예시도로서, 하부기판(610) 및 상부기판(612) 사이에 하부 전도층(620) 및 상부 전도층(622)이 각각 형성되고, 하부 전도층(620) 및 상부 전도층(622) 사이에 반도체 칩이 형성된 구조를 가지며, 전원공급 케이블(640, 642)에 전원을 공급함에 따라 냉각이 이루어지게 된다.FIG. 26 is a diagram illustrating an example of a thermoelectric device according to an exemplary embodiment of the present invention. A lower conductive layer 620 and an upper conductive layer 622 are formed between a lower substrate 610 and an upper substrate 612, respectively. A semiconductor chip is formed between the 620 and the upper conductive layer 622, and cooling is performed by supplying power to the power supply cables 640 and 642.

여기에서, 하부기판(610) 및 상부기판(612)은 열을 효율적으로 전달하면서 전류를 제어하는 역할을 하며, 하부 전도층(620), 상부 전송층(622) 및 반도체 칩이 실질적인 냉각 엔진으로 작용한다. 반도체 칩의 경우 P형 반도체와 N형 반도체 전체가 직렬로 이어져서 최대한의 냉각 효율을 나타내도록 구성되어 있다.Here, the lower substrate 610 and the upper substrate 612 serves to control current while efficiently transferring heat, and the lower conductive layer 620, the upper transfer layer 622, and the semiconductor chip serve as a substantial cooling engine. Works. In the case of a semiconductor chip, an entire P-type semiconductor and an N-type semiconductor are connected in series to exhibit maximum cooling efficiency.

복수의 가공 라인을 동시 가공하는 레이저 가공 장치Laser processing device for simultaneous processing of multiple processing lines

레이저를 이용한 대상물 가공 공정 중 2줄 이상을 동시에 가공하는 다중 절단(Multipass Cutting) 등과 같은 공정을 수행해야 하는 경우가 있다. 이를 위하여 현재는 가공 대상물 또는 레이저 빔 발생 장치를 여러 횟수 반복 이동시키면서 가공해야 하므로, 시간 및 비용면에서 비효율적이므로, 본 발명은 복수의 가공 라인을 동시에 가공할 수 있는 방안을 제시한다.It may be necessary to perform a process such as multipass cutting, which simultaneously processes two or more lines of an object processing process using a laser. To this end, the present invention has to be processed while repeatedly moving the processing object or the laser beam generating apparatus several times, and thus inefficient in terms of time and cost, the present invention proposes a method for simultaneously processing a plurality of processing lines.

도 27은 본 발명의 제 5 실시예에 의한 레이저 가공 장치의 구성도이다.27 is a configuration diagram of the laser processing apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.

도시한 것과 같이, 본 실시예에 의한 레이저 가공 장치는 전체적인 동작을 제어하는 제어부(101), 지정된 구경의 레이저 빔을 출력하기 위한 적어도 2개의 레이저 발생 수단(139-1, 139-2), 레이저 발생 수단(139-1, 139-2)에서 출사되는 레이저 빔을 각각 입력받아 적어도 둘 이상으로 분할하는 적어도 2개의 빔 분할 수단(141-1, 141-2), 반사미러(147)를 구동하는 드라이버(107), 제어 파라미터 및 제어 명령을 입력하기 위한 입력부(109), 작동 상태 등의 정보를 표시하기 위한 출력부(111), 데이터 저장을 위한 저장부(113), 빔 분할 수단(141-1, 141-2) 각각으로부터 반사되는 레이저 빔을 동일한 위치로 반사시키는 적어도 2개의 미러(145-1, 145-2), 빔 분할 수단(141-1, 141-2) 각각에서 출력되는 각각의 레이저 빔을 동일한 위치로 반사시키기 위해 미러(145-1, 145-2)의 각도 및 위치를 각각 조절하는 엑츄에이터(143-1, 143-2), 미러(145-1, 145-2)에서 반사되어 각각 다른 방향에서 동일한 위치로 입사되는 레이저 빔을 반사시키는 반사미러(147), 반사미러(147)가 소정의 각속도를 가지도록 반사미러(147)를 일정 각도 범위 내에서 반복 회전시키는 반사미러 구동 수단(149) 및 반사미러(147)에서 반사되는 레이저 빔을 집광하는 광학계(117)를 포함하고, 대상물(119)은 스테이지(121) 상에 안착된다.As shown, the laser processing apparatus according to the present embodiment includes a control unit 101 for controlling the overall operation, at least two laser generating means 139-1 and 139-2 for outputting a laser beam having a specified aperture, and a laser. At least two beam splitters 141-1 and 141-2 which receive the laser beams emitted from the generators 139-1 and 139-2 and split them into at least two or more, respectively, and drive the reflective mirror 147. Driver 107, input unit 109 for inputting control parameters and control commands, output unit 111 for displaying information such as operation status, storage unit 113 for data storage, beam splitting means 141- 1 and 141-2, each of which is output from each of at least two mirrors 145-1 and 145-2 and beam splitters 141-1 and 141-2 for reflecting the laser beam reflected from each of them into the same position. Angle and position of the mirrors 145-1 and 145-2 to reflect the laser beam to the same position Reflecting mirrors 147 and reflecting mirrors reflecting laser beams reflected from the actuators 143-1 and 143-2 and the mirrors 145-1 and 145-2 to be adjusted to the same positions in different directions, respectively. Reflective mirror driving means 149 for repeatedly rotating the reflective mirror 147 within a predetermined angle range so that the 147 has a predetermined angular velocity and an optical system 117 for condensing the laser beam reflected from the reflective mirror 147. The object 119 is mounted on the stage 121.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 레이저 가공 장치는 대상물(119)을 가공하는 동안 대상물(119)이 안착된 스테이지(121)를 레이저 빔의 조사 방향과 반대 방향으로 적어도 1회 이송시키는 스테이지 이송 수단(123)을 더 포함할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the laser processing apparatus comprises a stage transfer means for transferring the stage 121 on which the object 119 is seated at least once in a direction opposite to the irradiation direction of the laser beam during the processing of the object 119 ( 123 may be further included.

또한, 광학계(117)는 집광렌즈로 구현하는 것이 바람직하다.In addition, the optical system 117 is preferably implemented by a condensing lens.

여기에서, 미러(145-1, 145-2)는 각 빔 분할 수단(141-1, 141-2)에서 출력되는 각각의 레이저 빔을 반사미러(147)의 동일한 위치 쪽으로 반사시켜 반사미러(147)에 의해 반사되도록, 엑츄에이터(143-1, 143-2)를 이용하여 상기 미러(145-1, 145-2)의 기울기 및 위치를 조절하여 각각 지정된 다른 방향으로 레이저 빔을 반사시킬 수 있도록 한다.Here, the mirrors 145-1 and 145-2 reflect the respective laser beams output from the beam splitters 141-1 and 141-2 toward the same position of the reflecting mirror 147 to reflect the mirrors 147. By using the actuators 143-1 and 143-2, the tilt and position of the mirrors 145-1 and 145-2 are adjusted so that the laser beams can be reflected in different directions. .

반사미러(147)는 가공하고자 하는 대상물(119)이 안착되는 스테이지(121)와 수직방향으로 설치되며, 광학계(117)는 가공하고자 하는 대상물(119)이 안착되는 스테이지(121)와 수평방향으로 설치되어 상기 반사미러(147)에서 반사되는 레이저 빔을 집광한다.The reflective mirror 147 is installed in a vertical direction with the stage 121 on which the object 119 to be processed is mounted, and the optical system 117 is horizontally with the stage 121 on which the object 119 to be processed is mounted. It is installed to focus the laser beam reflected from the reflection mirror 147.

또한, 미러(145-1, 145-2)는 그 기울기 및 위치가 각각의 엑츄에이터(143-1, 143-2)에 의해 조절 가능함으로써, 반사미러(147)에 의해 각각 다른 방향으로 반사된 레이저 빔이 광학계(117)에 의해 집광되어 스테이지(121)에 안착된 대상물(119)에 수직으로 조사되는 한 쌍의 레이저 빔 사이의 간격 및 위치를 조절할 수 있게 된다.In addition, the mirrors 145-1 and 145-2 have their tilts and positions adjustable by the respective actuators 143-1 and 143-2, so that the lasers reflected in different directions by the reflecting mirrors 147, respectively. The beam is focused by the optical system 117 to adjust the spacing and position between the pair of laser beams irradiated perpendicularly to the object 119 seated on the stage 121.

한편, 반사미러 구동수단(149)은 반사미러(147)를 소정 속도로 일정각도 범위 내에서 반복 회전시키기 위한 구성으로, 제어부(101)의 제어에 따라서 반사미러(147)를 설정된 속도로 일정범위 내에서 반복 회전시킨다.On the other hand, the reflection mirror driving means 149 is configured to repeatedly rotate the reflection mirror 147 at a predetermined speed within a predetermined angle range, and the reflection mirror 147 at a predetermined speed under a predetermined speed under the control of the controller 101. Rotate repeatedly within.

이러한 구성을 갖는 레이저 가공 장치에 의하면 제어부(101)의 제어에 따라, 제 1 및 제 2 빔 분할 수단(141-1, 141-2)에서 각각 적어도 둘 이상으로 분할되고, 제 1 및 제 2 빔 분할 수단(141-1, 141-2)에서 분할된 레이저 빔은 각각 제 1 미러(145-1)와 제 2 미러(145-2)로 입사된다. 그리고, 엑츄에이터(143-1, 143-2)에 의해 제 1 및 제 2 미러(145-1, 145-2)의 기울기 및 위치를 각각 조절하여, 반사미러 구동수단(149)에 의해 회전하는 반사미러(147)의 동일한 위치로 레이저 빔이 입사되도록 한다. 이후, 반사미러(147)에서 반사된 레이저 빔은 광학계(117)의 각각 다른 위치에서 집광되어 대상물(119)에 각각 수직방향으로 조사된다.According to the laser processing apparatus having such a configuration, the first and second beam splitters 141-1 and 141-2 are divided into at least two, respectively, under the control of the controller 101, and the first and second beams are divided. The laser beams split by the dividing means 141-1 and 141-2 are incident on the first mirror 145-1 and the second mirror 145-2, respectively. The inclination and the position of the first and second mirrors 145-1 and 145-2 are adjusted by the actuators 143-1 and 143-2, respectively, and the reflections rotate by the reflection mirror driving means 149. The laser beam is incident on the same position of the mirror 147. Thereafter, the laser beams reflected from the reflection mirror 147 are focused at different positions of the optical system 117 and irradiated to the object 119 in the vertical direction.

이때, 상기 제 1 미러(145-1)와 제 2 미러(145-2)의 기울어진 각도 및 위치를 엑츄에이터(143-1, 143-2)를 이용해 조절함으로써 대상물(119)에 수직방향으로 조사되는 한 쌍의 레이저 빔 사이의 거리를 조절할 수 있도록 한다.At this time, the inclination angles and positions of the first mirror 145-1 and the second mirror 145-2 are adjusted using the actuators 143-1 and 143-2 to irradiate the object 119 in the vertical direction. The distance between the pair of laser beams can be adjusted.

또한, 반사미러(147)의 반사면이 일정 범위만큼 회전할 때 대상물(119)에 조사되는 레이저 빔은 스테이지(121)의 이송방향과 반대방향으로 스캐닝 길이만큼 이동하게 된다.In addition, when the reflective surface of the reflective mirror 147 rotates by a predetermined range, the laser beam irradiated to the object 119 is moved by the scanning length in the direction opposite to the transfer direction of the stage 121.

도시하지 않았지만, 본 실시예에 의한 레이저 가공 장치는 적어도 둘 이상의 빔 성형부를 구비하여, 광학계(117)를 통과한 레이저 빔의 형상을 타원 형상으로 변형하도록 하는 것도 가능하다. 이에 대한 구체적인 설명은 상술하였으므로 생략하기로 한다.Although not shown, the laser processing apparatus according to the present embodiment may be provided with at least two beam forming parts so as to modify the shape of the laser beam passing through the optical system 117 into an elliptic shape. Detailed description thereof will be omitted.

아울러, 본 실시예에서는 두 개의 레이저 빔 발생 수단을 구비하는 레이저 가공 장치에 대하여 설명하였으나, 필요에 따라 하나의 레이저 빔 발생 수단을 이용할 수도 있고, 이 경우 레이저 빔 발생 수단으로부터 출사되는 레이저 빔을 빔 분할기에 의해 분할하여 각각 빔 분할 수단으로 입사시켜 사용할 수 있다.In addition, in the present embodiment, a laser processing apparatus having two laser beam generating means has been described. However, if necessary, one laser beam generating means may be used, and in this case, a laser beam emitted from the laser beam generating means is beamed. It can be used by dividing by a splitter and entering the beam splitting means, respectively.

도 28은 도 27에 도시한 레이저 가공 장치의 제 1 변형 예시도이다.FIG. 28 is a diagram illustrating a first modification of the laser processing apparatus shown in FIG. 27.

도 28에 도시한 레이저 가공 장치는 반사미러로서 폴리곤 미러(151)를 적용한 경우를 나타낸다.The laser processing apparatus shown in FIG. 28 shows the case where the polygon mirror 151 is applied as a reflection mirror.

본 실시예에서, 폴리곤 미러(151)는 복수의 반사면(153)을 가지고 회전축(152)을 중심으로 회전하며, 드라이버(107)는 모터(도시하지 않음)를 이용하여 폴리곤 미러(151)를 기 설정된 속도로 정속 회전시킨다.In this embodiment, the polygon mirror 151 has a plurality of reflective surfaces 153 and rotates about the rotation axis 152, and the driver 107 uses the motor (not shown) to rotate the polygon mirror 151. Rotate at constant speed at the preset speed.

제 1 및 제 2 미러(145-1, 145-2)에서 반사된 각각의 레이저 빔은 폴리곤 미러(151)의 반사면(153)으로 입사되어 반사된 후, 광학계(117)를 통해 스테이지(121) 상의 대상물(119)에 조사되며, 구체적인 동작 원리는 도 27과 동일하므로 생략하기로 한다.Each laser beam reflected from the first and second mirrors 145-1 and 145-2 is incident and reflected on the reflecting surface 153 of the polygon mirror 151, and then is staged through the optical system 117. ) Is irradiated to the object 119, and the specific operation principle is the same as in FIG.

본 실시예에서, 레이저 발생 수단(139-1, 139-2)은 두 개를 사용하는 것이 바람직하나, 필요에 따라 하나만 사용할 수도 있다. 그리고, 레이저 발생 수단을 하나만 사용할 경우 빔 분할기를 사용하여 레이저 빔을 두 개로 분할하여 사용한다.In the present embodiment, it is preferable to use two laser generating means 139-1 and 139-2, but only one may be used if necessary. When only one laser generating means is used, the laser beam is divided into two using a beam splitter.

아울러, 본 실시예에 의한 레이저 가공 장치 또한 광학계(117)를 통과한 레이저 빔의 단면을 타원형으로 변환하기 위한 적어도 둘 이상의 빔 성형부를 더 구비할 수 있음은 물론이다.In addition, the laser processing apparatus according to the present embodiment may also further include at least two beam forming parts for converting the cross section of the laser beam passing through the optical system 117 into an elliptical shape.

한편, 도시하지 않았지만, 도 27의 반사미러는 AOD로 구성할 수도 있으며, 이 경우 드라이버(107)는 고주파 드라이버로 대체되어야 함은 물론이다.Meanwhile, although not shown, the reflection mirror of FIG. 27 may be configured as AOD, in which case the driver 107 should be replaced by a high frequency driver.

도 29는 도 27에 도시한 레이저 가공 장치의 제 2 변형 예시도이다.FIG. 29 is a second modified example of the laser processing apparatus illustrated in FIG. 27.

본 실시예에 의한 레이저 가공 장치는, 전체적인 동작을 제어하는 제어부(101), 지정된 구경의 레이저 빔을 출력하기 위한 적어도 2개의 레이저 발생 수단(139-1, 139-2), 레이저 발생 수단(139-1, 139-2)에서 출사되는 레이저 빔을 각각 입력받아 적어도 둘 이상으로 분할하는 적어도 2개의 빔 분할 수단(141-1, 141-2), 폴리곤 미러(155-1, 155-2)를 구동하는 드라이버(107), 제어 파라미터 및 제어 명령을 입력하기 위한 입력부(109), 작동 상태 등의 정보를 표시하기 위한 출력부(111), 데이터 저장을 위한 저장부(113), 복수의 반사면(153-1, 153-3)을 가지고, 회전축을 중심으로 상호 대칭으로 회전하는 적어도 2개의 폴리곤 미러(155-1, 155-2), 폴리곤 미러(155-1, 155-2)에서 반사되는 레이저 빔을 각각 반사시키는 적어도 2개의 반사미러(157-1, 157-2) 및 반사미러(157-1, 157-2)에서 반사되는 레이저 빔을 집광하는 광학계(117)를 포함하고, 대상물(119)을 가공하는 동안 대상물(119)이 안착된 스테이지(121)를 레이저 빔의 조사 방향과 반대 방향으로 적어도 1회 이송시키는 스테이지 이송 수단(123)을 더 포함할 수 있다. 여기에서, 광학계(117)는 집광렌즈로 구현할 수 있다.The laser processing apparatus according to the present embodiment includes a control unit 101 for controlling the overall operation, at least two laser generating means 139-1 and 139-2 for outputting a laser beam having a specified aperture, and a laser generating means 139 At least two beam splitting means (141-1, 141-2) and polygon mirrors (155-1, 155-2), each of which receives the laser beams emitted from -1, 139-2, and splits them into at least two A driver 107 for driving, an input unit 109 for inputting control parameters and control commands, an output unit 111 for displaying information such as an operating state, a storage unit 113 for storing data, and a plurality of reflective surfaces (153-1, 153-3), reflected from at least two polygon mirrors (155-1, 155-2), polygon mirrors (155-1, 155-2) rotated symmetrically about a rotation axis Reflected by at least two reflecting mirrors 157-1 and 157-2 and reflecting mirrors 157-1 and 157-2, respectively reflecting the laser beam. An optical system 117 for condensing an edger beam, and during the processing of the object 119, stage transfer means for transferring the stage 121 on which the object 119 is seated at least once in a direction opposite to the irradiation direction of the laser beam; 123 may be further included. Here, the optical system 117 may be implemented as a condenser lens.

한 쌍의 폴리곤 미러(155-1, 155-2)는 가공하고자 하는 대상물(119)이 안착되는 스테이지(121)와 수평방향으로 설치되고, 반사미러(157-1, 157-2)는 폴리곤 미러(1155-1, 155-2) 사이에 설치되며, 폴리곤 미러(155-1, 155-2)의 반사면(153-1, 153-2)에서 반사되는 레이저 빔이 광학계(117)쪽으로 반사되도록 반사미러(157-1, 157-2)는 스테이지(121)에 대해 수직방향으로 서로 대향되도록 일정각도 기울어지게 설치한다.The pair of polygon mirrors 155-1 and 155-2 are installed in a horizontal direction with the stage 121 on which the object 119 to be processed is mounted, and the reflection mirrors 157-1 and 157-2 are polygon mirrors. And a laser beam reflected between the reflecting surfaces 153-1 and 153-2 of the polygon mirrors 155-1 and 155-2 to be reflected toward the optical system 117. The reflection mirrors 157-1 and 157-2 are installed at an angle so as to face each other in the vertical direction with respect to the stage 121.

이때, 광학계(117)는 가공하고자 하는 대상물(119)이 안착되는 스테이지(121)와 수평방향으로 설치되어 반사미러(157-1, 157-2)에서 반사되는 레이저 빔을 집광한다. 또한, 반사미러(157-1, 157-2)는 그 기울기가 조절 가능하여, 대상물(119)에 수직으로 주사되는 한 쌍의 레이저 빔 사이의 간격을 조절할 수 있다. 즉, 반사미러(157-1, 157-1)를 스테이지(121)의 수직방향에 대해 많이 기울일수록 대상물(119)에 주사되는 레이저 빔 사이의 간격은 좁아지고, 반사미러(157-1, 157-2)를 스테이지(121)의 수직방향에 대해 적게 기울일수록 상기 대상물(119)에 주사되는 레이저 빔 사이의 간격은 넓어진다.In this case, the optical system 117 is installed in a horizontal direction with the stage 121 on which the object 119 to be processed is mounted and collects the laser beams reflected from the reflection mirrors 157-1 and 157-2. In addition, the inclination of the reflective mirrors 157-1 and 157-2 can adjust the distance between the pair of laser beams scanned perpendicular to the object 119. That is, as the reflection mirrors 157-1 and 157-1 are tilted more with respect to the vertical direction of the stage 121, the interval between the laser beams scanned on the object 119 becomes narrower and the reflection mirrors 157-1 and 157 The smaller the angle -2) with respect to the vertical direction of the stage 121, the wider the interval between the laser beams scanned on the object 119 is.

본 실시예에 의한 레이저 가공 장치에 의하면 제어부(101)의 제어에 따라서 두 개의 레이저발생수단(139-1, 139-2)에서 발생된 레이저 빔은 각각 제 1 폴리곤 미러(155-1)와 제 2 폴리곤 미러(155-2)로 입사된다. 폴리곤 미러(155-1, 155-2)로 입사되는 레이저 빔은 드라이버(107)에 의해 상호 대칭적으로 회전하며, 각각의 반사면(153-1, 153-2)에서 제 1 폴리곤 미러(155-1)와 제 2 폴리곤 미러(155-2) 사이에 설치된 제 1 미러(157-1)와 제 2 미러(157-2) 방향으로 각각 반사된다. 제 1 미러(157-1)와 제 2 미러(157-2)로 반사된 레이저 빔은 스테이지(121) 방향에 대해 서로 대향되는 방향으로 일정각도 기울어지게 설치된 제 1 미러(157-1)와 제 2 미러(157-2)에서 광학계(117)방향으로 반사된다. 그리고, 제 1 미러(157-1)와 제 2 미러(157-2)에서 반사된 레이저빔은 광학계(117)에서 각각 집광되어 대상물(119)에 각각 수직방향으로 조사된다.According to the laser processing apparatus according to the present embodiment, the laser beams generated by the two laser generating means 139-1 and 139-2 under the control of the controller 101 are respectively formed of the first polygon mirror 155-1 and the first polygon mirror 155-1. 2 is incident on the polygon mirror 155-2. The laser beams incident on the polygon mirrors 155-1 and 155-2 are rotated symmetrically by the driver 107, and the first polygon mirrors 155 on the respective reflecting surfaces 153-1 and 153-2. -1) and the second polygon mirror 155-2 are respectively reflected in the directions of the first mirror 157-1 and the second mirror 157-2. The laser beams reflected by the first mirror 157-1 and the second mirror 157-2 are formed with the first mirror 157-1 and the first mirror 157-1 inclined at a predetermined angle in a direction opposite to the direction of the stage 121. It is reflected by the two mirrors 157-2 in the direction of the optical system 117. The laser beams reflected by the first mirror 157-1 and the second mirror 157-2 are respectively focused by the optical system 117 and irradiated to the object 119 in the vertical direction.

도 30은 도 27에 도시한 레이저 가공 장치의 제 3 변형 예시도이다.FIG. 30 is a third modified example of the laser processing apparatus illustrated in FIG. 27.

본 실시예에 의한 레이저 가공 장치는 하나의 레이저 발생 수단 및 빔 분할 수단을 이용하고, 빔 분할 수단에서 출력되는 레이저 빔을 빔 분할기(159)에 의해 분할하여, 동시에 다중 라인을 가공하는 레이저 가공 장치이다.The laser processing apparatus according to the present embodiment uses one laser generating means and a beam splitting means, and divides the laser beam output from the beam splitting means by the beam splitter 159 to simultaneously process multiple lines. to be.

즉, 레이저 발생 수단(103)에서 출사되는 레이저 빔은 빔 분할 수단(105)에서 적어도 둘 이상으로 분할되고, 빔 분할 수단(105)에서 출사되는 레이저 빔은 빔 분할기(159)에서 각각 2분할되어, 빔 분할기(159)를 투과한 레이저 빔들은 제 1 폴리곤 미러(155-1)로, 빔 분할기(159)에서 반사된 레이저 빔들은 제 2 폴리곤 미러(155-2)로 입사된다.That is, the laser beam emitted from the laser generating means 103 is divided into at least two or more in the beam splitting means 105, and the laser beam emitted from the beam splitting means 105 is divided into two in the beam splitter 159, respectively. The laser beams transmitted through the beam splitter 159 are incident to the first polygon mirror 155-1, and the laser beams reflected from the beam splitter 159 are incident to the second polygon mirror 155-2.

이후, 제 1 및 제 2 폴리곤 미러(155-1, 155-2), 반사미러(157-1, 157-2), 광학계(117)를 통한 레이저 빔의 진행 과정은 도 29에서 설명한 것과 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Subsequently, the process of the laser beam through the first and second polygon mirrors 155-1 and 155-2, the reflection mirrors 157-1 and 157-2, and the optical system 117 is the same as that described with reference to FIG. 29. Detailed description will be omitted.

본 발명의 제 5 실시예에서는 레이저 빔을 각기 다른 위치에서 반사시켜 집광한 후 대상물에 조사함으로써, 한 번의 가공 프로세스를 통해 복수의 가공 부위를 가공할 수 있는 이점이 있다.According to the fifth embodiment of the present invention, the laser beams are reflected at different positions and collected, and then irradiated onto the object, thereby processing a plurality of processing sites through a single processing process.

아울러, 도 29 및 도 30에 도시한 레이저 가공 장치는 광학계(117)를 통과한 레이저 빔의 단면 형상을 타원으로 성형하는 빔 성형부를 적어도 둘 이상 구비할 수 있으며, 이 경우 가공면으로부터 부산물의 배출이 용이해져 가공 효율을 증대시킬 수 있다.In addition, the laser processing apparatus shown in FIGS. 29 and 30 may include at least two beam forming portions for forming the elliptical shape of the cross-sectional shape of the laser beam passing through the optical system 117, in which case by-product discharge from the processing surface This becomes easy and can increase processing efficiency.

또한, 도 29 및 도 30의 폴리곤 미러를 AOD로 대체할 수도 있으며, 이 경우 드라이버(107)는 고주파 드라이버로 대체되어야 함은 물론이다.In addition, the polygon mirrors of FIGS. 29 and 30 may be replaced with AOD, in which case the driver 107 should be replaced with a high frequency driver.

레이저 빔 분할 및 스테이지 이송을 통한 레이저 가공 방법Laser processing method by laser beam splitting and stage feeding

도 31은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 본 실시예에 의한 레이저 가공 방법은 예를 들어, 도 1, 도 9, 도 14, 도 16 또는 도 20에 도시한 레이저 가공 장치를 이용하는 경우에 적용될 수 있다.31 is a flowchart for explaining a laser processing method according to a first embodiment of the present invention. The laser processing method according to the present embodiment is, for example, in FIGS. 1, 9, 14, 16, or 20. It can be applied when using the laser processing apparatus shown.

먼저, 입력부(109)를 통해 가공하고자 하는 대상물(119)의 종류 및 가공 목적에 따라 빔 스캐너(115)의 회전 속도, 스테이지 이송 수단(123)의 이송 속도, 가공 시간, 레이저 빔의 주파수, 레이저 빔의 전력 등과 같은 제어 파라미터를 설정한다(S101). 이러한 설정 과정은 대상물의 종류 및 가공 목적에 따라 미리 설정된 메뉴로 등록하여 저장부(113)에 저장하고, 메뉴를 호출함으로써 간단하게 이루어질 수 있다.First, the rotational speed of the beam scanner 115, the feed rate of the stage transfer means 123, the processing time, the frequency of the laser beam, and the laser, depending on the type and processing purpose of the object 119 to be processed through the input unit 109. Control parameters such as power of the beam are set (S101). This setting process can be made simply by registering as a menu set in advance according to the type of object and processing purpose, storing it in the storage unit 113, and calling the menu.

제어 파라미터의 설정이 완료되면, 드라이버(107)에 의해 빔 스캐너(115)(또는 폴리곤 미러(115-1))를 구동하고(S103), 스테이지 이송 수단(123)을 구동하여 스테이지(121)가 지정된 방향(레이저 빔의 조사 방향과 반대 방향)으로 이송하도록 한다(S105).When the setting of the control parameter is completed, the beam scanner 115 (or polygon mirror 115-1) is driven by the driver 107 (S103), and the stage 121 is driven by driving the stage transfer means 123. It is made to transfer in the specified direction (direction opposite to the irradiation direction of the laser beam) (S105).

이후, 레이저 발생 수단(103)으로부터 레이저 빔을 방출하면(S107), 방출된 레이저 빔이 빔 분할 수단(105)으로 입사되어 적어도 둘 이상으로 분할되게 되며(S109), 분할된 각각의 레이저 빔은 빔 스캐너(115)(또는 폴리곤 미러(115-1))에서 반사되어 광학계(117)에서 집광된 후 대상물(119)에 조사되어, 대상물이 가공되게 된다(S111).Then, when the laser beam is emitted from the laser generating means 103 (S107), the emitted laser beam is incident to the beam splitter 105 to be split into at least two (S109), each divided laser beam is The light is reflected by the beam scanner 115 (or the polygon mirror 115-1) and collected by the optical system 117, and then irradiated onto the object 119 to process the object (S111).

본 실시예에서는 레이저 빔을 복수개로 분할하여 가공 선폭을 줄이면서, 레이저 빔의 강도를 그대로 유지할 수 있으며, 대상물에 레이저 빔이 조사되는 방향과 반대 방향으로 스테이지를 이송시킴에 의해, 가공 속도를 향상시킬 수 있다.In this embodiment, the laser beam is divided into a plurality of parts to reduce the processing line width, while maintaining the intensity of the laser beam, and the processing speed is improved by moving the stage in a direction opposite to the direction in which the laser beam is irradiated to the object. You can.

또한, 폴리곤 미러를 이용한 레이저 가공 장치에 본 발명을 적용할 경우, 폴리곤 미러의 회전에 따라 대상물(119)에 레이저 빔이 중첩 조사되어 가공 효율을 더욱 개선할 수 있다.In addition, when the present invention is applied to a laser processing apparatus using a polygon mirror, the laser beam is irradiated onto the object 119 in accordance with the rotation of the polygon mirror can further improve the processing efficiency.

폴리곤 미러의 오차 보정을 통한 레이저 가공 방법Laser processing method through error correction of polygon mirror

도 32는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 예를 들어 도 10에 도시한 레이저 가공 장치를 이용하는 경우에 적용될 수 있다.32 is a flowchart for explaining the laser processing method according to the second embodiment of the present invention, and can be applied, for example, when using the laser processing apparatus shown in FIG.

먼저, 시험 대상물을 스테이지(121)에 안착시킨 후 드라이버(107)에 의해 폴리곤 미러(115-1)를 구동하는 한편, 레이저 발생 수단(103)에 의해 출사된 레이저 빔을 빔 분할 수단(105)에서 분할하여 폴리곤 미러(115-1)의 반사면으로 조사한다(S201). 이와 같이 하여 폴리곤 미러(155-1)를 적어도 1회 회전하여 시험 대상물을 가공한 후에는, 시험 대상물의 가공 결과를 이용하여 폴리곤 미러의 각 반사면에서의 에러를 측정하고, 그 결과를 오차 보정부(125)로 입력하여 폴리곤 미러의 각 반사면에서의 오차 보정값, 즉 레이저 빔의 입사각 조정값을 산출한다(S203).First, the test object is seated on the stage 121, and then the polygon mirror 115-1 is driven by the driver 107, while the laser beam emitted by the laser generating means 103 receives the beam beam splitting means 105. The image is divided into and irradiated to the reflection surface of the polygon mirror 115-1 (S201). After machining the test object by rotating the polygon mirror 155-1 at least once in this manner, the error on each reflecting surface of the polygon mirror is measured using the result of the test object processing, and the error is reported. Input to the step 125 to calculate the error correction value, that is, the incident angle adjustment value of the laser beam on each reflective surface of the polygon mirror (S203).

이렇게, 폴리곤 미러(115-1)의 각 반사면에서의 오차 보상값을 산출해 둔 후에 실제 가공 대상물을 가공하기 위하여, 입력부(109)를 통해 가공하고자 하는 대상물에 따른 제어 파라미터(폴리곤 미러의 회전 속도, 스테이지 이송 속도, 가공 시간, 레이저 빔의 출력 세기/주파수 등)를 설정한다(S205). 이러한 설정 과정은 가공하고자 하는 대상물의 종류 및 가공 형태(절단, 그루빙 등)에 따라 기 설정된 메뉴로 등록하여 저장부(113)에 저장하여 두고, 메뉴를 호출함으로써 용이하게 이루어질 수 있다.In this way, in order to process the actual object after calculating the error compensation value at each reflection surface of the polygon mirror 115-1, the control parameter (rotation of the polygon mirror) according to the object to be processed through the input unit 109 Speed, stage feed speed, processing time, output intensity / frequency of the laser beam, etc.) are set (S205). Such a setting process can be easily performed by registering a preset menu according to the type and processing type (cutting, grooving, etc.) of the object to be processed, storing it in the storage unit 113, and calling the menu.

제어 파라미터의 설정이 완료되면, 드라이버(107)를 제어하여 폴리곤 미러(115-1)를 기 설정한 회전 속도에 따라 정속 회전시키는 동시에 엑츄에이터(200)를 구동하고(S207), 스테이지 이송 수단(123)을 구동하여 스테이지(121)를 기 설정된 속도로 이송한다(S209).When the setting of the control parameter is completed, the driver 107 is controlled to rotate the polygon mirror 115-1 at a constant speed according to the preset rotational speed and simultaneously drive the actuator 200 (S207), and the stage feed means 123. ) To transfer the stage 121 at a preset speed (S209).

이에 따라, 레이저 발생 수단(103)에서 출사되어(S211) 빔 분할 수단(105)에서 적어도 둘 이상으로 분할된 레이저 빔이(S213) 엑츄에이터(200)에 장착된 미러(202)를 통해 폴리곤 미러(115-1)의 반사면으로 입사되고, 폴리곤 미러(115-1)의 반사면에서 반사된 레이저 빔은 광학계(117)에서 집광된 후 대상물(119)로 조사된다(S215).Accordingly, a polygon mirror (S211) emitted from the laser generating means (103) and divided into at least two or more laser beams from the beam splitting means (105) through the mirror (202) mounted on the actuator (200). The laser beam incident on the reflective surface of 115-1 and reflected on the reflective surface of the polygon mirror 115-1 is focused on the optical system 117 and then irradiated onto the object 119 (S215).

레이저 발생 수단(103)에서 출사된 레이저 빔이 빔 분할 수단(105)에서 분할된 후 미러(202)에 조사될 때, 제어부(101)는 오차 보정부(125)에서 미리 산출해 둔 오차 보상값을 참조하여 엑츄에이터(200)를 구동함으로써, 미러(202)의 방향을 변경하도록 하며, 이에 따라 오류가 존재하는 폴리곤 미러 반사면 부분에서 레이저 빔의 입사각을 변경하여 조사함으로써 레이저 빔이 항상 폴리곤 미러로부터 동일한 각도로 반사되도록 한다.When the laser beam emitted from the laser generating means 103 is irradiated to the mirror 202 after being split by the beam dividing means 105, the control unit 101 calculates an error compensation value previously calculated by the error correcting unit 125. By driving the actuator 200 with reference to the direction of the mirror 202, the laser beam is always removed from the polygon mirror by changing the angle of incidence of the laser beam at the polygon mirror reflecting surface where an error exists. Make it reflect at the same angle.

레이저 빔 분할 및 대상물 냉각을 통한 레이저 가공 방법Laser processing method by laser beam splitting and object cooling

도 33은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 예를 들어 도 22에 도시한 레이저 가공 장치를 이용하는 경우에 적용될 수 있다.33 is a flowchart for explaining the laser processing method according to the third embodiment of the present invention, and can be applied, for example, when using the laser processing apparatus shown in FIG.

대상물을 가공하기 위하여, 대상물(119)이 안착된 스테이지(121)를 챔버(500) 내로 로딩한다. 아울러, 가공하고자 하는 대상물에 따른 제어 파라미터를 설정한다(S301). 이러한 설정 과정은 가공하고자 하는 대상물의 종류, 가공 형태 등에 따라 기 설정된 메뉴로 등록하여 저장부(113)에 저장하여 두고, 메뉴를 호출함으로써 용이하게 이루어질 수 있다.In order to process the object, the stage 121 on which the object 119 is seated is loaded into the chamber 500. In addition, the control parameter according to the object to be processed is set (S301). This setting process can be easily performed by registering a preset menu according to the type of object to be processed, the processing form, and storing the same in the storage unit 113 and calling the menu.

제어 파라미터 설정이 완료되면, 열전소자(502)를 구동하여 대상물(119)을 냉각시키며, 이에 따라 대상물(119) 표면에 결빙층(135)이 형성된다(S303). 대상물(119)은 챔버(500) 내에 로딩된 후 열전소자(502)에 의해 냉각을 개시하는 것도 가능하지만, 냉각시간을 단축시키기 위해 예비냉각된 상태로 챔버(500) 내에 로딩할 수도 있다. 이때에는 전술한 것과 같이, 대상물(119)과 스테이지(121) 사이에 응결된 수분이 냉각되는 것을 방지하기 위해 응결점보다 높은 온도로 예비냉각하는 것이 바람직하다.When the control parameter setting is completed, the thermoelectric element 502 is driven to cool the object 119, and thus, an ice layer 135 is formed on the surface of the object 119 (S303). Although the object 119 may be started by the thermoelectric element 502 after being loaded into the chamber 500, the object 119 may be loaded into the chamber 500 in a pre-cooled state to shorten the cooling time. At this time, as described above, in order to prevent the water condensed between the object 119 and the stage 121 is cooled, it is preferable to precool to a temperature higher than the freezing point.

아울러, 대상물(119) 표면에 형성된 결빙층(135)이 불투명하여 대상물(119) 표면이 잘 관찰되지 않는 것을 해결하기 위하여, 해빙수단(510)에 의해 결빙층(135)을 일부 녹인 후 재냉각하여, 투명한 결빙층(135)을 얻도록 한다. 결빙층(135)을 녹일 때에는 가열된 금속판을 결빙층(135) 표면에 활주시키는 접촉식 또는 더운 공기를 결빙층(135) 표면에 고루 분사하는 비접촉식 방법을 사용할 수 있다.In addition, in order to solve that the ice layer 135 formed on the surface of the object 119 is opaque and the surface of the object 119 is hardly observed, the ice layer 510 is partially melted and then recooled. As a result, a transparent freezing layer 135 is obtained. When melting the freezing layer 135 may be a non-contact method of evenly spraying a heated metal plate on the surface of the freezing layer 135 or evenly spraying hot air on the surface of the freezing layer 135.

또한, 센서(508)에서 감지한 챔버(500) 내의 습도가 지정된 값보다 낮은 경우 가습 수단(506)을 통해 챔버(500) 내로 습기를 공급하여 충분한 두께의 결빙층(135)이 형성되도록 한다.In addition, when the humidity in the chamber 500 sensed by the sensor 508 is lower than the specified value, the moisture is supplied into the chamber 500 through the humidifying means 506 to form a freezing layer 135 having a sufficient thickness.

이후, 드라이버(107)에 의해 빔 스캐너(115)를 구동함과 동시에(S305), 스테이지 이송 수단(123)을 구동하여 스테이지(121)를 기 설정된 속도로 이송하고(S307), 레이저 발생 수단(103)을 제어하여 레이저 빔을 방출한다(S309). Subsequently, the beam scanner 115 is driven by the driver 107 (S305), and the stage transporting means 123 is driven to transport the stage 121 at a predetermined speed (S307), and the laser generating means ( 103, the laser beam is emitted by controlling (S309).

이에 따라, 레이저 발생 수단(103)에서 방출된 레이저 빔은 빔 분할 수단(105)에 의해 적어도 둘 이상으로 분할되며(S311), 분할된 레이저 빔이 빔 스캐너(115) 및 광학계(177)를 통해 대상물(119)에 조사되어 가공이 이루어진다(S313).Accordingly, the laser beam emitted from the laser generating means 103 is divided into at least two by the beam splitting means 105 (S311), the divided laser beam is transmitted through the beam scanner 115 and the optical system 177 The object 119 is irradiated and processed (S313).

가공이 완료된 후에는 대상물(119) 상의 결빙층(135) 및 가공시 발생한 파티클을 제거하기 위한 세정공정을 수행한다(S315). 세정공정은 습식 또는 건식으로 진행할 수 있다. 습식 세정은 물을 사용하여 결빙층(135)과 함께 결빙층(135) 표면에 부착된 파티클을 함께 제거하는 방법이며, 건식 세정은 결빙층(135) 표면에 가스(더운 공기)를 분사하여 결빙층(135)을 녹이면서 결빙층(135) 표면의 파티클을 함께 제거하는 방법이다. 세정 공정의 결과로 결빙층이 녹은 물을 얻을 수 있으며, 이 물에는 파티클이 포함되어 있다. 이러한 파티클은 필터를 통해 별도로 회수할 수 있고, 이에 따라 산업 폐수가 발생하는 것을 방지할 수 있다.After the processing is completed, a cleaning process for removing the frozen layer 135 and the particles generated during the processing on the object 119 is performed (S315). The washing process may be wet or dry. Wet cleaning is a method of removing the particles attached to the surface of the freezing layer 135 together with the freezing layer 135 using water, and dry cleaning sprays gas (hot air) onto the surface of the freezing layer 135 to freeze. It is a method of removing the particles on the surface of the freezing layer 135 while melting the layer 135. As a result of the cleaning process, water in which the frozen layer is dissolved can be obtained, which contains particles. These particles can be recovered separately through a filter, thereby preventing the generation of industrial wastewater.

이와 같이 하여 대상물 가공 및 세정이 완료되면 대상물을 챔버로부터 언로딩하여 이후 공정을 진행할 수 있도록 한다.In this way, when the processing and cleaning of the object is completed, the object is unloaded from the chamber so that the subsequent process can be performed.

다중 계층(Multi-Layer)을 갖는 대상물의 가공 방법Method of processing object with multi-layer

레이저를 이용하여 가공하는 대상물은 단일 층으로 형성될 수도 있지만 복수의 층으로 형성될 수도 있으며, 복수의 층으로 형성된 대상물을 동일한 가공 조건으로 가공하게 되면 각 층의 경계 부분에서 들뜸, 폭발 등이 발생할 수 있다.The object to be processed using a laser may be formed of a single layer, but may be formed of a plurality of layers. If an object formed of a plurality of layers is processed under the same processing conditions, lifting, explosion, etc. may occur at the boundary of each layer. Can be.

즉, 각 층마다 고유의 광학적, 물리적, 화학적 성질이 다르기 때문에, 각 층의 성질에 맞게 가공 파라미터를 조정하여 대상물을 가공할 필요가 있다. 따라서, 다중 계층으로 이루어진 대상물 가공시 각 층마다 가공 파라미터를 변경하여 대상물을 가공하게 되면 가공 효율을 개선할 수 있고, 대상물 가공시 발생하는 크랙의 전파 효과 등을 방지할 수 있다.That is, since each layer has its own optical, physical, and chemical properties, it is necessary to adjust the processing parameters according to the properties of each layer to process the object. Therefore, when processing the object by changing the processing parameters for each layer when processing the object consisting of a multi-layer can improve the processing efficiency, it is possible to prevent the propagation effect of cracks generated during the object processing.

도 34는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 흐름도로, 다중 계층을 갖는 대상물 가공 방법을 설명하기 위한 도면이다.34 is a flowchart for explaining a laser processing method according to a fourth embodiment of the present invention, and is a view for explaining a method for processing an object having multiple layers.

먼저, 대상물의 계층별 가공 파라미터를 설정하는데(S401), 기 설정해 두어야 하는 가공 파라미터는 레이저 출력 전력, 미러(빔 스캐너의 미러 또는 폴리곤 미러 또는 AOD)의 회전 속도, 대상물이 안착되는 스테이지 이송 속도, 레이저 빔의 조사 주파수, 레이저 빔의 초점 위치 등이 포함될 수 있다.First, to set the machining parameters for each layer of the object (S401), the machining parameters to be set in advance, the laser output power, the rotational speed of the mirror (mirror or polygon mirror or AOD of the beam scanner), the stage feed speed at which the object is seated, The irradiation frequency of the laser beam, the focus position of the laser beam, and the like may be included.

각 계층별 가공 파라미터를 설정한 후에는, 미러를 이용한 레이저 가공장치를 구동하여 대상물의 노출된 계층을 가공한다(S403). 가공 부위의 노출된 상위 계층에 대한 가공이 완료되면, 대상물의 모든 계층에 대한 가공이 수행되었는지 확인하여(S405), 모든 계층에 대한 가공이 완료된 경우에는 공정을 종료하고, 그렇지 않은 경우 즉, 가공할 계층이 남아 있는 경우에는 단계 S403으로 복귀한다.After setting the processing parameters for each layer, the laser processing apparatus using the mirror is driven to process the exposed layer of the object (S403). When the machining of the exposed upper layer of the machining site is completed, it is checked whether the machining of all the layers of the object is performed (S405), and when the machining of all the layers is completed, the process is terminated. If there is a layer to be left, the flow returns to step S403.

여기에서, 대상물의 노출된 계층을 가공하는 과정(S403)에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 먼저, 빔 스캐너(또는 폴리곤 미러나 AOD)를 구동하고(S4031), 대상물이 안착된 스테이지를 이송한다(S4033). 이때 스테이지는 가공 방향과 반대 방향으로 이송하는 것이 바람직하다. 이후, 레이저 빔을 방출하고(S4035), 방출된 레이저 빔을 빔 분할 수단에 의해 복수개로 분할한 후(S4037), 빔 스캐너(또는 폴리곤 미러나 AOD)의 반사면에서 반사시켜 광학계를 통해 대상물에 조사되도록 한다.Here, the process of processing the exposed layer of the object (S403) will be described in detail. First, the beam scanner (or polygon mirror or AOD) is driven (S4031), and the stage on which the object is mounted is transferred (S4033). At this time, the stage is preferably conveyed in the direction opposite to the processing direction. Thereafter, the laser beam is emitted (S4035), the emitted laser beam is divided into a plurality of beam splitters (S4037), and then reflected on the reflective surface of the beam scanner (or polygon mirror or AOD) to the object through the optical system. To be investigated.

이와 같이, 본 발명에서는 다중 계층으로 이루어진 대상물을 가공하는 경우, 각 계층별로 가공 파라미터를 최적화하여 설정해 두고, 각 계층마다 각기 다른 가공 파라미터에 의해 가공이 이루어지도록 함으로써, 계층 경계에서의 들뜸, 폭발이 발생하는 것을 방지할 수 있다.As described above, in the present invention, when processing an object composed of multiple layers, the processing parameters are optimized and set for each layer, and the processing is performed by different processing parameters for each layer, so that the lifting and explosion at the layer boundary is performed. It can be prevented from occurring.

도 35는 도 34에 도시한 대상물 가공 과정의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 35 is a flowchart for explaining an embodiment of an object machining process illustrated in FIG. 34.

본 실시예에 의한 대상물 가공 방법은 스크라이빙 단계(S501) 및 레이저 커팅 단계(S503)를 포함한다.The object processing method according to the present embodiment includes a scribing step (S501) and a laser cutting step (S503).

다중 계층으로 형성된 대상물을 직접 레이저로 가공하는 경우 계층 간의 특성 차이로 인해 크랙(crack)이 발생할 수 있으며, 크랙이 액티브 영역(칩 영역)으로 전파되는 경우 제조 수율이 저하되므로, 레이저 가공을 수행하기 전 가공 영역의 양측 에지 부분을 스크라이빙한 후, 레이저 가공에 의해 커팅하게 되면 크랙 발생률을 감소시킬 수 있다.When the object formed by multiple layers is directly processed by laser, cracks may occur due to the characteristic difference between the layers, and manufacturing yield is deteriorated when the cracks are propagated to the active region (chip region). After scribing both edge portions of the entire machining area, cutting by laser machining can reduce the crack incidence.

도 36a 및 36b는 도 35에서 설명한 가공 과정에 따라 대상물을 가공한 예를 설명하기 위한 도면이다.36A and 36B are views for explaining an example in which an object is processed according to the processing described with reference to FIG. 35.

도 36a에 도시된 것과 같이, 예를 들어 반도체 기판(20) 상에 액티브 영역(220, 24)을 형성한 후, 액티브 영역 간을 분리하기 위한 커팅 공정을 수행하고자 하는 경우, 먼저 스크라이빙 공정에 의해 가공 영역의 에지 부분(26)을 가공한다.As shown in FIG. 36A, for example, after the active regions 220 and 24 are formed on the semiconductor substrate 20, a cutting process for separating the active regions is performed. The edge portion 26 of the machining region is machined by the.

이후, 도36b에 도시한 것과 같이, 레이저 가공 장치를 이용하여 가공 영역을 제거한다. 여기에서, 가공 영역의 반도체 기판(20)이 다중 계층으로 형성되어 있는 경우, 도 34에서 설명한 것과 같이 각 계층마다 각기 다르게 설정된 가공 파라미터에 의해 반도체 기판(20)을 가공하는 것이 바람직하다.Thereafter, as shown in Fig. 36B, the processing region is removed using a laser processing apparatus. Here, when the semiconductor substrate 20 of a process area is formed in multiple layers, it is preferable to process the semiconductor substrate 20 by the processing parameter set differently for each layer as demonstrated in FIG.

아울러, 본 실시예에서 스크라이빙 공정 또한 레이저 가공 장치에 의해 수행할 수 있음은 물론이다.In addition, in the present embodiment, the scribing process may also be performed by the laser processing apparatus.

도시하지 않았지만, 커팅 공정을 수행한 후(S503), 힐링 공정을 수행하게 되면 레이저를 이용한 커팅 공정에서 발생한 크랙을 효과적으로 제거할 수 있다.Although not shown, after performing the cutting process (S503), when the healing process is performed, cracks generated in the cutting process using a laser can be effectively removed.

도 37은 도 34에 도시한 대상물 가공 과정의 다른 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.37 is a flowchart for explaining another embodiment of the object processing process shown in FIG. 34.

다중 계층으로 형성된 대상물을 레이저 가공하는 경우 가공 부위에 크랙이 발생하여 액티브 영역으로 전파될 수 있으며, 이를 방지하기 위하여 본 실시예에서는 대상물을 커팅한 후(S601) 커팅 부분을 힐링(Healing)한다(S603).In the case of laser processing an object formed of multiple layers, cracks may be generated in the processing site and propagate to the active area. In order to prevent this, in the present embodiment, after cutting the object (S601), the cutting part is healing (Healing). S603).

보다 구체적으로 설명하면, 먼저 레이저 가공장치를 이용하여 가공 영역을 커팅한다. 이때 가공 대상물이 다중 계층으로 형성되어 있는 경우, 도 34에 설명한 가공 방법을 이용하여 각 계층마다 각기 다르게 설정된 가공 파라미터에 의해 대상물을 가공하는 것이 바람직하다.More specifically, first, the processing region is cut using a laser processing apparatus. At this time, when the object to be processed is formed of multiple layers, it is preferable to process the object by processing parameters set differently for each layer using the processing method described in FIG.

이와 같은 커팅 공정에 의해 가공 부위에 크랙이 발생할 수 있으므로, 힐링 공정을 후속 진행하여 크랙 부분이 다시 접합되도록 함으로써 가공 효율을 증대시키는 것이다.Since a crack may occur in the processing site by such a cutting process, the healing process is subsequently performed to increase the processing efficiency by allowing the crack parts to be bonded again.

도 38a 및 38b는 도 37에서 설명한 가공 과정에 따라 대상물을 가공한 예를 설명하기 위한 도면이다.38A and 38B are views for explaining an example in which an object is processed according to the processing described with reference to FIG. 37.

도 38a를 참조하면, 액티브 영역(22, 24)이 형성된 반도체 기판(20)을 레이저 가공하는 경우 반도체 기판(20)의 가공 부위에 크랙(28)이 발생한 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 38A, when laser processing the semiconductor substrate 20 on which the active regions 22 and 24 are formed, it can be seen that a crack 28 has occurred in the processing portion of the semiconductor substrate 20.

이 경우 도 38b와 같이 힐링 공정을 수행하게 되면 크랙 부분이 접합되게 된다. 예를 들어 실리콘(Si) 기판의 경우 힐링 공정에 의해 기판이 이산화 실리콘(SiO2)로 변화되어 크랙 부분이 접합되고, 이에 따라 크랙이 액티브 영역으로 전파되는 것을 방지할 수 있다.In this case, when the healing process is performed as shown in FIG. 38B, the crack part is bonded. For example, in the case of a silicon (Si) substrate, the substrate is changed to silicon dioxide (SiO 2 ) by a healing process to bond cracks, thereby preventing propagation of the cracks into the active region.

요약하면, 본 실시예는 다중 계층으로 형성된 대상물을 가공하기 전 각 계층마다 가공 파라미터를 각기 다르게 설정해 두고, 각각의 계층을 순차적으로 가공함으로써, 가공 신뢰성을 향상시킬 수 있음은 물론 다이 강도를 향상시킬 수 있다.In summary, the present embodiment sets machining parameters differently for each layer before processing an object formed of multiple layers, and sequentially processes each layer, thereby improving processing reliability and improving die strength. Can be.

아울러, 폴리곤 미러를 이용하여 다중 가공을 수행하기 전 가공 부위의 에지 부분을 스크라이빙해 둠으로써, 레이저 가공시 발생하는 크랙 현상에 대비할 수 있으며, 크랙이 발생한 경우 힐링 공정에 의해 크랙 부분을 접합시켜 크랙이 전파되는 것을 방지할 수 있게 된다.In addition, by using the polygon mirror to scribe the edge portion of the machined portion before performing the multi-machining, it is possible to prepare for the crack phenomenon occurring during laser processing, if the crack occurs by joining the crack portion by the healing process Cracks can be prevented from propagating.

복수의 가공 라인을 동시 가공하는 레이저 가공 방법Laser processing method for simultaneous processing of multiple processing lines

도 39는 본 발명의 제 5 실시예에 의한 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 예를 들어 도 27에 도시한 레이저 가공 장치에 의해 달성될 수 있다.39 is a flowchart for explaining the laser processing method according to the fifth embodiment of the present invention, and can be achieved by, for example, the laser processing apparatus shown in FIG.

먼저, 입력부(109)를 통하여 가공하고자 하는 대상물(119)에 따라서 엑츄에이터(143-1, 143-2)의 각각의 기울기 및 위치와 반사미러(147)의 회전속도 및 대상물(19)이 안착되는 스테이지(121)의 이송속도 등의 제어 파라미터를 설정한다(S701). 이러한 설정과정은 가공하고자 하는 대상물(119)의 종류 및 가공종류에 따라 미리 설정된 메뉴로 등록하여 저장부(113)에 저장하고, 메뉴를 호출함으로써 간단하게 이루어질 수 있다.First, the inclination and position of the actuators 143-1 and 143-2, the rotational speed of the reflection mirror 147, and the object 19 are seated according to the object 119 to be processed through the input unit 109. Control parameters such as the feed rate of the stage 121 are set (S701). This setting process can be made simply by registering as a preset menu according to the type and processing type of the object 119 to be processed and storing it in the storage unit 113 and calling the menu.

설정이 완료되면 제어부(101)는 제 1 엑츄에이터(143-1)와 제 2 엑츄에이터(143-2)를 제어하여 제 1 미러(145-1)와 제 2 미러(145-2)를 각각의 설정에 따른 기울기 각도 및 위치로 조절하며(S703), 드라이버(107)를 제어하여 반사미러(147)를 기 설정한 회전속도로 일정각도 범위내에서 반복 회전시키며(S705), 스테이지 이송수단(123)을 구동하여 스테이지(121)를 설정된 속도로 이송한다(S707). 이때 제어부(101)는 2개의 레이저 발생 수단(139-1, 139-2)을 제어하여 레이저 빔을 방출한다(S709).When the setting is completed, the controller 101 controls the first actuator 143-1 and the second actuator 143-2 to set the first mirror 145-1 and the second mirror 145-2, respectively. Adjust the tilt angle and position according to (S703), and controls the driver 107 to repeatedly rotate the reflection mirror 147 within a predetermined angle range at a predetermined rotation speed (S705), the stage feed means 123 In operation S707, the stage 121 is driven at a set speed. At this time, the control unit 101 controls the two laser generating means (139-1, 139-2) to emit a laser beam (S709).

이후, 방출된 레이저 빔은 제 1 및 제 2 빔 분할 수단(141-1, 141-2)에서 각각 적어도 둘 이상으로 분할된 후(S711), 각각 제 1 미러(145-1)와 제 2 미러(145-2)로 입사된다. 미러(145-1, 145-2)로 입사되는 레이저 빔은 미러(145-1, 145-2)에 의해 반사되어 각각 다른 방향에서 반사미러(147)의 동일한 위치로 입사된다. 반사미러(147)로 입사되는 각각의 레이저 빔은 회전하는 반사미러(147)의 반사면을 통해 각각 광학계(117)에서 집광된 후, 대상물(119)에 수직방향으로 조사된다. 이렇게 됨으로써 복수의 가공 라인을 동시에 가공할 수 있게 된다(S713).Thereafter, the emitted laser beam is divided into at least two or more in the first and second beam splitters 141-1 and 141-2, respectively (S711), and then the first mirror 145-1 and the second mirror, respectively. Incident at 145-2. The laser beams incident on the mirrors 145-1 and 145-2 are reflected by the mirrors 145-1 and 145-2 and are incident at the same positions of the reflection mirrors 147 in different directions. Each laser beam incident on the reflecting mirror 147 is focused on the optical system 117 through the reflecting surface of the rotating reflecting mirror 147, and then irradiated perpendicularly to the object 119. In this way, it is possible to process a plurality of processing lines at the same time (S713).

상기한 과정에서 반사미러(147)는 정속회전을 하게 되므로 전술한 레이저 빔의 스캐닝 길이는 소정횟수 중첩되어 대상물(119)에 조사된다.In the above-described process, since the reflection mirror 147 rotates at a constant speed, the scanning length of the laser beam described above overlaps a predetermined number of times and is irradiated onto the object 119.

또한, 대상물(119)가 안착되는 스테이지(121)를 상기 반사미러(147)의 회전방향에 대하여 역방향으로 이송하는 경우 대상물(119)에 조사되는 레이저빔이 스캐닝 길이를 조사하는 상대속도는 더 빨라지게 되며, 대상물(119)은 원활하게 가공된다.In addition, when the stage 121 on which the object 119 is seated is transferred in a reverse direction with respect to the rotation direction of the reflection mirror 147, the relative speed at which the laser beam irradiated to the object 119 irradiates the scanning length is faster. The object 119 is smoothly processed.

상술한 도 31 내지 34 및 도 29의 레이저 가공 방법에서, 레이저 빔이 광학계를 통과한 후 빔 성형부를 통해 대상물에 조사될 경우, 대상물에 조사되는 빔의 형상은 타원이 될 것이며, 이 경우 레이저를 이용한 대상물 가공시 발생하는 부산물이 효과적으로 배출되어, 가공 효율을 증대시킬 수 있다.In the laser processing methods of FIGS. 31 to 34 and 29 described above, when the laser beam is irradiated to the object through the beam forming part after passing through the optical system, the shape of the beam irradiated to the object will be an ellipse, in which case the laser By-products generated during processing the used object can be effectively discharged, thereby increasing the processing efficiency.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As such, those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, the above-described embodiments are to be understood as illustrative in all respects and not as restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

본 발명에 의하면, 레이저 빔을 둘 이상으로 분할하여 대상물을 가공함으로써, 낮은 에너지를 갖는 레이저 빔으로 대상물을 복수회 가공하는 효과를 얻을 수 있어 좁은 선폭을 보장할 수 있고, 복수 개로 분할된 레이저 빔이 동시에 대상물에 조사되기 때문에 높은 가공 속도를 보장할 수 있다.According to the present invention, by processing the object by dividing the laser beam into two or more, it is possible to obtain the effect of processing the object a plurality of times with a laser beam having a low energy to ensure a narrow line width, the laser beam divided into a plurality At the same time, because the object is irradiated, high processing speed can be guaranteed.

아울러, 대상물에 레이저 빔이 조사되는 방향과 반대 방향으로 스테이지를 이송함으로써, 대상물 가공 속도를 더욱 개선할 수 있다.In addition, by moving the stage in a direction opposite to the direction in which the laser beam is irradiated to the object, it is possible to further improve the object processing speed.

또한, 레이저 빔이 타원 형상이 되도록 조절하여 대상물을 가공함으로써, 대상물 가공시 발생하는 부산물이 외부로 배출되도록 하여, 부산물이 가공 대상물에 재침착되는 것을 방지할 수 있어, 후속 공정에서 칩의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In addition, by adjusting the laser beam to an elliptic shape to process the object, by-products generated during the object processing to be discharged to the outside, it is possible to prevent the by-products re-deposited on the object to be processed, thereby improving the reliability of the chip in the subsequent process Can be improved.

나아가, 빔 스캐너로부터 출사되는 레이저 빔 중 미러의 회전 반환점에서 출사되는 레이저 빔을 필터링하는 마스크를 도입함으로써, 빔 스캐너의 미러 회전 반환점에서 조사되는 레이저 빔에 의해 대상물이 분균일하게 가공되는 것을 방지할 수 있다.Further, by introducing a mask for filtering the laser beam emitted from the mirror rotation return point of the laser beam emitted from the beam scanner, it is possible to prevent the object from being uniformly processed by the laser beam irradiated from the mirror rotation return point of the beam scanner. Can be.

뿐만 아니라, 열전소자 또는 냉각 스테이지를 통해 대상물 표면에 결빙층을 형성하여 대상물을 가공하는 경우 별도의 코팅층 형성 과정 없이 대상물을 가공할 수 있으며, 대상물 가공 후의 세정 공정에 필요한 비용을 절감할 수 있고, 레이저 가공시에 발생한 파티클을 세정 공정에서 용이하게 회수할 수 있어 환경 오염 문제를 해결할 수 있다.In addition, when the object is processed by forming an ice layer on the surface of the object through a thermoelectric element or a cooling stage, the object may be processed without forming a separate coating layer, and the cost required for the cleaning process after the object is reduced, Particles generated during laser processing can be easily recovered in the cleaning process to solve the environmental pollution problem.

한편, 복수개의 레이저 발생 수단을 이용하여 동시에 복수개의 가공 부위를 가공할 수 있어, 가공 속도 및 성능을 향상시킬 수 있다.On the other hand, it is possible to process a plurality of processing sites at the same time by using a plurality of laser generating means, thereby improving processing speed and performance.

아울러, 복수의 계층으로 이루어진 대상물 가공시에는 각 계층의 성질에 따라 가공 파라미터를 다르게 설정하여 두고 가공을 수행하여, 레이저 가공시 대상물 에 크랙이 발생하는 것을 최소화할 수 있고, 크랙이 발생한 경우에도 힐링 공정에 의해 크랙의 전파를 방지할 수 있어 소자의 생산 수율과 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있다.In addition, when processing the object consisting of a plurality of layers, the processing parameters are set differently according to the properties of each layer, and the processing can be performed to minimize the occurrence of cracks in the object during laser processing, even when a crack occurs Crack propagation can be prevented by the process, and the yield and reliability of the device can be greatly improved.

Claims (94)

레이저 발생 수단으로부터 출사되는 레이저 빔을 대상물에 조사하여 대상물을 가공하는 레이저 가공 장치로서,A laser processing apparatus for processing an object by irradiating a laser beam emitted from the laser generating means to the object, 상기 레이저 발생 수단으로부터 출사되는 레이저 빔을 적어도 둘 이상으로 분할하는 빔 분할 수단;Beam dividing means for dividing the laser beam emitted from the laser generating means into at least two or more; 상기 빔 분할 수단에서 분할된 레이저 빔을 입력받아, 상기 대상물의 가공 위치에 반복 주사되도록 반사하는 빔 스캐너; 및A beam scanner that receives the laser beam split by the beam splitter and reflects the laser beam repeatedly to be scanned at the processing position of the object; And 상기 대상물을 가공하는 동안, 상기 대상물이 안착되는 스테이지를 상기 레이저 빔이 조사되는 방향과 반대 방향으로 적어도 1회 이송시키는 스테이지 이송 수단;Stage processing means for transferring the stage on which the object is to be seated, at least once, in a direction opposite to the direction in which the laser beam is irradiated, while processing the object; 을 포함하는 레이저 가공 장치.Laser processing apparatus comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레이저 가공 장치는, 상기 빔 스캐너로부터 반사된 각각의 레이저 빔을 집광하는 광학계; 및The laser processing apparatus includes an optical system for condensing each laser beam reflected from the beam scanner; And 상기 광학계를 통과한 각각의 레이저 빔의 단면을 성형하여 상기 대상물에 조사하는 적어도 둘 이상의 빔 성형부;At least two beam forming parts for shaping a cross section of each laser beam passing through the optical system and irradiating the object; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.Laser processing apparatus further comprising a. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 빔 성형부는, 상기 레이저 빔을 단면광으로 변형하는 제 1 렌즈; 및The beam shaping unit may include a first lens configured to transform the laser beam into cross-section light; And 상기 제 1 렌즈와 투과 방향이 수직이 되도록 설치되며, 상기 제 1 렌즈로부터 투과된 단면광을 타원형으로 변형하여 투과하는 제 2 렌즈;A second lens installed to be perpendicular to the first lens and transmitting the cross-sectional light transmitted from the first lens in an elliptical shape; 를 포함하며, 상기 제 1 렌즈의 위치를 상하 조절하여 상기 제 2 렌즈로부터 투과되는 타원형 레이저 빔의 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.And a position of the first lens up and down to adjust the size of the elliptical laser beam transmitted from the second lens. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈는, 각각 원통형 렌즈인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The said 1st lens and the 2nd lens are each a cylindrical lens, The laser processing apparatus characterized by the above-mentioned. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 대상물의 가공 방향과 상기 타원형 레이저 빔의 장축이 일치하도록 정렬하여 상기 대상물을 가공하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.And processing the object by aligning the processing direction of the object and the long axis of the elliptical laser beam to coincide. 제 3 항 또는 제 5 항에 있어서,The method according to claim 3 or 5, 상기 타원형 레이저 빔의 크기는 단축과 장축의 길이 비가 1:4 내지 1:12인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The size of the elliptical laser beam is a laser processing apparatus, characterized in that the length ratio of the short axis and the long axis is 1: 4 to 1:12. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 빔 분할 수단은 입사되는 레이저 빔을 2분할하는 프리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.And said beam splitting means comprises a prism for dividing the incident laser beam into two. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 빔 분할 수단은 입사되는 레이저 빔을 2분할하는 빔 분할기를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.And said beam splitting means comprises a beam splitter for dividing an incident laser beam into two. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 빔 분할 수단은 입사되는 레이저 빔을 2분할하는 빔 분할기 및 상기 빔 분할기에서 2분할된 레이저 빔 중 어느 하나를 2분할하는 프리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.And the beam splitting means comprises a beam splitter for dividing the incident laser beam into two and a prism for dividing any one of the laser beam divided into two at the beam splitter. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 빔 분할 수단은 입사되는 레이저 빔을 2분할하는 프리즘 및 상기 프리즘에서 2분할된 레이저 빔을 각각 2분할하는 빔 분할기를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.And said beam splitting means comprises a prism for dividing the incident laser beam into two and a beam splitter for dividing the laser beam divided into two in said prism. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 빔 분할 수단은 입사되는 레이저 빔을 반사시키는 제 1 미러;The beam splitting means comprises: a first mirror for reflecting an incident laser beam; 상기 제 1 미러에서 반사된 레이저 빔을 2분할하는 프리즘; 및A prism that divides the laser beam reflected from the first mirror into two; And 상기 프리즘에서 2분할된 빔을 반사시키는 제 2 미러;A second mirror for reflecting the beam split in the prism; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.Laser processing apparatus comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 빔 분할 수단은 입사되는 레이저 빔을 2분할하는 빔 분할기;The beam splitting means comprises: a beam splitter for dividing an incident laser beam into two; 상기 빔 분할기에서 반사되는 제 1 레이저 빔의 편광 특성을 변환하기 위한 편광기;A polarizer for converting polarization characteristics of the first laser beam reflected by the beam splitter; 상기 빔 분할기를 투과한 제 2 레이저 빔을 반사시키기 위한 제 1 미러;A first mirror for reflecting a second laser beam transmitted through the beam splitter; 상기 제 1 미러에서 반사된 제 2 레이저 빔을 반사시키기 위한 제 2 미러; 및A second mirror for reflecting the second laser beam reflected from the first mirror; And 상기 편광기에서 편광 특성이 전환된 제 1 레이저 빔을 반사시키고, 상기 제 2 미러에서 반사된 제 2 레이저 빔을 투과시키기 위한 편광 빔 분할기;A polarizing beam splitter for reflecting the first laser beam whose polarization characteristic is converted in the polarizer and transmitting the second laser beam reflected by the second mirror; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.Laser processing apparatus comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 빔 분할 수단은 입사되는 레이저 빔을 2분할하는 빔 분할기;The beam splitting means comprises: a beam splitter for dividing an incident laser beam into two; 상기 빔 분할기에서 반사된 레이저 빔의 편광 특성을 변환하기 위한 편광기;A polarizer for converting polarization characteristics of the laser beam reflected by the beam splitter; 상기 편광기에서 편광 변환된 레이저 빔을 제 1 및 제 2 레이저 빔으로 분할하기 위한 프리즘;A prism for dividing the laser beam polarized by the polarizer into first and second laser beams; 상기 빔 분할기를 투과한 제 3 레이저 빔을 반사시키기 위한 제 1 미러;A first mirror for reflecting a third laser beam that has passed through the beam splitter; 상기 제 1 미러에서 반사된 제 3 레이저 빔을 반사시키기 위한 제 2 미러; 및A second mirror for reflecting a third laser beam reflected from the first mirror; And 상기 프리즘에서 출사되는 제 1 및 제 2 레이저 빔을 반사시키고, 상기 제 2 미러를 통해 입사되는 제 3 레이저 빔을 투과시키기 위한 편광 빔 분할기;A polarizing beam splitter for reflecting first and second laser beams emitted from the prism and transmitting a third laser beam incident through the second mirror; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.Laser processing apparatus comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 빔 분할 수단은 입사되는 레이저 빔을 2분할하기 위한 프리즘;The beam splitting means includes a prism for dividing an incident laser beam into two; 상기 프리즘에서 2분할된 빔을 각각 2분할하여 반사 및 투과시키기 위한 빔 분할기;A beam splitter for splitting and dividing the two beams divided by the prism into two beams; 상기 빔 분할기에서 반사된 제 1 및 제 2 레이저 빔의 편광 특성을 변환하기 위한 편광기;A polarizer for converting polarization characteristics of the first and second laser beams reflected by the beam splitter; 상기 빔 분할기에서 투과된 제 3 및 제 4 레이저 빔을 반사시키기 위한 제 1 미러;A first mirror for reflecting third and fourth laser beams transmitted by the beam splitter; 상기 제 1 미러에서 반사된 레이저 빔을 반사시키기 위한 제 2 미러; 및A second mirror for reflecting the laser beam reflected from the first mirror; And 상기 편광기에서 편광 특성이 변화된 제 1 및 제 2 레이저 빔을 반사시키고, 상기 제 2 미러를 통해 입사된 제 3 및 제 4 레이저 빔을 투과시키기 위한 편광 빔 분할기;A polarization beam splitter for reflecting the first and second laser beams whose polarization characteristics are changed in the polarizer and transmitting the third and fourth laser beams incident through the second mirror; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.Laser processing apparatus comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 빔 스캐너는, 갈바노미터 스캐너 또는 서보 모터를 이용한 반사 장치 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The beam scanner is any one of a reflecting apparatus using a galvanometer scanner or a servo motor. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레이저 가공 장치는 드라이버를 더 포함하고,The laser processing apparatus further includes a driver, 상기 빔 스캐너는, 상기 드라이버에 의해 구동되는 하나 또는 두 개의 모터; 및The beam scanner includes one or two motors driven by the driver; And 상기 모터의 회전축에 각각 연결되어 지정된 각도 및 방향에 따라 회전을 반복하는 제 1 및 제 2 미러;First and second mirrors connected to the rotation shafts of the motor to repeat the rotation according to a specified angle and direction; 를 포함하며,Including; 상기 제 1 미러는 상기 빔 분할 수단으로부터 반사되는 레이저 빔을 반사시켜 상기 제 2 미러로 출사하고, 상기 제 2 미러는 상기 제 1 미러에 의해 입사된 레이저 빔을 상기 대상물로 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.Wherein the first mirror reflects the laser beam reflected from the beam splitter and exits the second mirror, and the second mirror irradiates the laser beam incident by the first mirror to the object. Laser processing device. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레이저 가공 장치는 드라이버를 더 포함하고,The laser processing apparatus further includes a driver, 상기 빔 스캐너는, 복수의 반사면을 구비하고, 회전축을 중심으로 하여 상기 드라이버에 의해 기 설정된 각속도로 회전하는 폴리곤 미러인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.And the beam scanner is a polygon mirror having a plurality of reflecting surfaces and rotating at a predetermined angular velocity about the rotation axis by the driver. 제 17 항에 있어서,The method of claim 17, 상기 폴리곤 미러의 회전에 따라, 하나의 반사면에 의해 상기 대상물로 조사되는 레이저 빔의 스캐닝 길이는 광학계의 초점거리와 폴리곤 미러의 반사면에서 반사되는 레이저 빔의 각도의 곱에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.According to the rotation of the polygon mirror, the scanning length of the laser beam irradiated to the object by one reflective surface is adjusted by the product of the focal length of the optical system and the angle of the laser beam reflected from the reflective surface of the polygon mirror. Laser processing device made. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 레이저 빔의 각도는 상기 반사면의 시작 부분과 끝 부분에서 반사되는 레이저 빔이 형성하는 각도인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The angle of the laser beam is a laser processing apparatus, characterized in that the angle formed by the laser beam reflected at the start and end of the reflective surface. 제 17 항에 있어서,The method of claim 17, 상기 폴리곤 미러의 회전에 따라 상기 반사면에서 반사된 레이저 빔은 상기 대상물에 소정 횟수 중첩 조사되며, 상기 스테이지의 이송 속도를 일정하게 유지한 상태에서 상기 폴리곤 미러의 각속도를 조절하여 상기 중첩 횟수를 제어하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The laser beam reflected from the reflective surface is irradiated onto the object a predetermined number of times as the polygon mirror is rotated, and the angular velocity of the polygon mirror is controlled by controlling the angular number of times while maintaining a constant feeding speed of the stage. Laser processing apparatus characterized in that. 제 17 항에 있어서,The method of claim 17, 상기 레이저 가공 장치는, 상기 폴리곤 미러에 장착되어 상기 폴리곤 미러의 위치 및 속도 정보를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 인코더;The laser processing apparatus includes: an encoder mounted to the polygon mirror to convert position and velocity information of the polygon mirror into an electrical signal and output the electrical signal; 상기 폴리곤 미러의 각 반사면에 대한 오차값을 입력받아 각 반사면에서의 오차 보상값을 산출하는 오차 보정부; 및An error correction unit configured to receive an error value for each reflective surface of the polygon mirror and calculate an error compensation value at each reflective surface; And 상기 인코더로부터 상기 폴리곤 미러의 반사면 정보를 입력받아, 상기 각 반사면에 대한 상기 오차 보상값을 참조하여 미러를 구동하여, 상기 빔 분할 수단으로부터 출력되어 상기 폴리곤 미러의 반사면으로 입사되는 레이저 빔의 입사 방향을 변경하는 엑츄에이터;The laser beam received from the encoder and reflecting surface information of the polygon mirror, driving the mirror with reference to the error compensation value for each reflecting surface, and is output from the beam splitting means and incident on the reflecting surface of the polygon mirror An actuator for changing the incident direction of the; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.Laser processing apparatus further comprising a. 제 21 항에 있어서,The method of claim 21, 상기 인코더는, 로터리 인코더인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The encoder is a laser processing apparatus, characterized in that the rotary encoder. 제 17 항에 있어서,The method of claim 17, 상기 폴리곤 미러는, 상기 빔 분할 수단으로부터 입사되는 각각의 레이저 빔이 상기 폴리곤 미러의 반사면에 입사될 때, 동시에 복수의 반사면으로 입사되도록 상기 반사면의 개수가 제어되어 제작되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The polygon mirror is characterized in that the number of the reflecting surface is controlled to be produced so that when each laser beam incident from the beam splitting means is incident on the reflecting surface of the polygon mirror, incident to the plurality of reflecting surfaces at the same time Laser processing device. 제 23 항에 있어서,The method of claim 23, 상기 폴리곤 미러 외접원의 반지름을 R, 상기 레이저 빔의 구경을 D, 상기 회전축으로부터 상기 폴리곤 미러로 입사되는 레이저 빔의 중심까지의 수직 거리를 h라 하고, 상기 폴리곤 미러의 일 반사면으로 입사되는 레이저 빔 전체에 대한 에너지가 감쇄되어 입사되는 레이저 빔이 이루는 손실각을The radius of the polygon mirror circumscribed circle is R, the diameter of the laser beam is D, the vertical distance from the rotation axis to the center of the laser beam incident on the polygon mirror is h, and the laser is incident on one reflective surface of the polygon mirror. The energy of the entire beam is attenuated and the loss angle of the incident laser beam
Figure 112007017378221-PAT00016
,
Figure 112007017378221-PAT00016
,
상기 폴리곤 미러의 반사면 수를 N이라 할 때 상기 폴리곤 미러의 일 반사면 에서의 손실률을
Figure 112007017378221-PAT00017
이라 할 때,
When the number of reflecting surfaces of the polygon mirror is N, the loss ratio at one reflecting surface of the polygon mirror
Figure 112007017378221-PAT00017
When I say
상기 폴리곤 미러의 반사면 개수(N)는 상기 손실률이 100% 이상이 되도록 구현하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.Laser processing apparatus, characterized in that the number of reflecting surface (N) of the polygon mirror is implemented so that the loss rate is 100% or more.
제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레이저 가공 장치는 고주파 드라이버를 더 포함하고,The laser processing apparatus further includes a high frequency driver, 상기 빔 스캐너는 상기 고주파 드라이버로부터 고주파 신호에 응답하여, 상기 빔 분할 수단으로부터 입력되는 적어도 둘 이상의 레이저 빔을 상기 대상물로 조사하는 음향-광학 디플렉터인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.And the beam scanner is an acoustic-optical deflector that irradiates the object with at least two laser beams input from the beam splitting means in response to a high frequency signal from the high frequency driver. 제 25 항에 있어서,The method of claim 25, 상기 고주파 드라이버는 상기 음향-광학 디플렉터로 2개의 고주파 신호를 입력하고, 상기 음향-광학 디플렉터는 상기 고주파 드라이버를 통해 입력된 고주파 신호의 주파수에 따라 결정되는 스캐닝 각도 사이를 회전하도록 상기 레이저 빔을 출력하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The high frequency driver inputs two high frequency signals to the acousto-optic deflector, and the acousto-optic deflector outputs the laser beam to rotate between scanning angles determined according to the frequency of the high frequency signal input through the high frequency driver. Laser processing apparatus characterized in that. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레이저 가공 장치는, 상기 빔 스캐너로부터 반사된 레이저 빔을 집광하는 광학계; 및The laser processing apparatus includes an optical system for condensing a laser beam reflected from the beam scanner; And 상기 빔 스캐너로부터 출사되는 레이저 빔이 상기 광학계로 입사되기 전, 상기 빔 스캐너의 회전 반환점에서 출사되는 레이저 빔을 필터링하기 위한 홀을 구비하는 마스크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.And a mask including a hole for filtering the laser beam emitted from the rotational return point of the beam scanner before the laser beam emitted from the beam scanner enters the optical system. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레이저 가공 장치는, 상기 빔 스캐너로부터 반사된 레이저 빔을 집광하는 광학계; 및The laser processing apparatus includes an optical system for condensing a laser beam reflected from the beam scanner; And 상기 광학계로부터 출사되는 레이저 빔이 상기 대상물로 조사되기 전, 상기 빔 스캐너의 회전 반환점에서 출사되는 레이저 빔을 필터링하기 위한 홀을 구비하는 마스크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.And a mask including a hole for filtering the laser beam emitted from the rotational return point of the beam scanner before the laser beam emitted from the optical system is irradiated to the object. 제 27항 또는 제 28 항에 있어서,The method of claim 27 or 28, 상기 마스크는 금속으로 제작되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.And said mask is made of metal. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레이저 가공 장치는, 상기 스테이지의 배면에 설치되어 상기 스테이지를 통해 상기 대상물을 냉각시켜, 상기 대상물이 로딩된 가공 챔버 내의 온도와 상기 대상물의 온도 차이에 의한 수증기의 응축에 의해 상기 대상물 표면에 결로를 생성하고, 냉각을 계속 진행하여 상기 대상물 표면에 코팅으로서의 결빙층이 형성되도록 하는 열전소자; 및The laser processing apparatus is installed on the rear surface of the stage to cool the object through the stage, and condensation on the surface of the object by condensation of water vapor due to a temperature difference between the temperature in the object chamber and the object in which the object is loaded. A thermoelectric element which generates and forms a freezing layer as a coating on the surface of the object by continuing cooling; And 상기 열전소자의 배면에 설치되는 단열 수단;Heat insulation means provided on the rear surface of the thermoelectric element; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.Laser processing apparatus further comprising a. 제 30 항에 있어서,The method of claim 30, 상기 레이저 가공 장치는, 상기 가공 챔버 내의 온도 및 습도를 측정하는 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The laser processing apparatus further comprises a sensor for measuring the temperature and humidity in the processing chamber. 제 31 항에 있어서,The method of claim 31, wherein 상기 레이저 가공 장치는, 상기 센서의 측정 결과에 따라 상기 가공 챔버 내의 습도가 지정된 값보다 낮은 경우 상기 챔버 내로 수증기를 공급하는 가습 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The laser processing apparatus further comprises humidifying means for supplying water vapor into the chamber when the humidity in the processing chamber is lower than a specified value according to the measurement result of the sensor. 제 30 항에 있어서,The method of claim 30, 상기 레이저 가공 장치는, 상기 결빙층의 일부를 녹이기 위한 해빙 수단을 더 포함하며, 상기 대상물 표면의 상기 결빙층은 상기 열전소자에 의해 투명한 상 태로 재냉각되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The laser processing apparatus further comprises a thawing means for melting a part of the freezing layer, wherein the freezing layer on the surface of the object is recooled to a transparent state by the thermoelectric element. 제 33 항에 있어서,The method of claim 33, wherein 상기 해빙 수단은, 접촉식 또는 비접촉식으로 구현하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The means for thawing, the laser processing apparatus, characterized in that implemented in contact or non-contact. 제 34 항에 있어서,The method of claim 34, wherein 상기 접촉식 해빙 수단은, 가열 가능한 금속판이며, 상기 비접촉식 해빙 수단은 수증기를 공급받아 가열하는 히터코일인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.And said contact thawing means is a heatable metal plate, and said non-contact thawing means is a heater coil for receiving and heating water vapor. 제 30 항에 있어서,The method of claim 30, 상기 대상물은 상기 가공 챔버에 로딩되기 전 응결점보다 높은 온도로 예비 냉각되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.And the object is precooled to a temperature above the condensation point before being loaded into the processing chamber. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스테이지는, 대상물이 안착되는 복수의 진공홀이 형성된 몸체부;The stage may include a body portion having a plurality of vacuum holes on which an object is mounted; 상기 몸체부의 배면에 위치하며 상기 진공홀을 따라 공기를 흡입하는 진공관로가 형성된 진공부; 및A vacuum part disposed on a rear surface of the body part and having a vacuum tube path for sucking air along the vacuum hole; And 상기 진공부의 배면에 위치하며 상기 몸체부에 집적된 열을 배출하는 냉각 부;A cooling unit disposed on a rear surface of the vacuum unit to discharge heat accumulated in the body unit; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.Laser processing apparatus comprising a. 제 37 항에 있어서,The method of claim 37, wherein 상기 냉각부는, 열의 전달 방향을 조절하여 상기 몸체부에서 발생하는 열을 냉각시키는 열전소자가 구비된 열전소자부; 및The cooling unit, a thermoelectric element having a thermoelectric element for cooling the heat generated from the body portion by adjusting the transfer direction of heat; And 상기 열전소자부의 배면에 설치되어 냉매를 순환시켜 상기 열전소자부를 냉각시키는 냉각관로부;A cooling conduit part installed on a rear surface of the thermoelectric element part to circulate a refrigerant to cool the thermoelectric element part; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.Laser processing apparatus comprising a. 제 37 항에 있어서,The method of claim 37, wherein 상기 스테이지는, 상기 몸체부의 온도를 감지하는 온도센서를 더 포함하고, 상기 냉각부는 상기 온도센서의 온도 감지 결과에 따라 온/오프되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The stage further comprises a temperature sensor for sensing the temperature of the body portion, wherein the cooling unit is on / off according to the temperature sensing result of the temperature sensor laser processing apparatus. 제 37 항에 있어서,The method of claim 37, wherein 상기 몸체부는 석영, 다공질 유리(porous glass), 실버 세라믹, 요철석 중 어느 하나의 재질로 제작되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The body portion is a laser processing apparatus, characterized in that made of any one material of quartz, porous glass, silver ceramic, uneven stone. 제 37 항에 있어서,The method of claim 37, wherein 상기 진공부의 진공압은 50kpa 내지 80kpa인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The vacuum pressure of the vacuum unit is a laser processing apparatus, characterized in that 50kpa to 80kpa. 제 38 항에 있어서,The method of claim 38, 상기 냉매는 물, 물과 에틸렌글리콜 혼합물, 공기, 냉각가스, 냉각액체 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The refrigerant is a laser processing apparatus, characterized in that any one of water, water and ethylene glycol mixture, air, cooling gas, cooling liquid. 레이저를 이용하여 대상물을 가공하기 위한 레이저 가공 장치로서,A laser processing apparatus for processing an object using a laser, 레이저 빔을 방사하는 복수 개의 레이저 발생 수단;A plurality of laser generating means for emitting a laser beam; 상기 복수 개의 레이저 발생 수단에서 방사되는 각각의 레이저 빔을 각각 입력받아 적어도 둘 이상으로 분할하는 복수 개의 빔 분할 수단;A plurality of beam splitting means for receiving the respective laser beams emitted from the plurality of laser generating means and splitting them into at least two; 상기 각 빔 분할 수단에서 분할된 레이저 빔을 각각 입력받아 동일한 위치로 반사시키는 복수 개의 미러;A plurality of mirrors each receiving a laser beam split by the beam splitting means and reflecting the same to a same position; 상기 복수 개의 미러 각각에 설치되어, 상기 미러의 각도 및 위치를 조절하는 엑츄에이터;An actuator installed at each of the plurality of mirrors to adjust an angle and a position of the mirror; 상기 복수 개의 미러 각각으로부터 반사되는 레이저 빔을 입력받아 반사시키는 반사미러; 및A reflection mirror which receives and reflects a laser beam reflected from each of the plurality of mirrors; And 상기 반사 미러에서 반사되는 레이저 빔을 집광하여 상기 대상물로 조사하는 광학계;An optical system for condensing a laser beam reflected by the reflection mirror and irradiating the object to the object; 를 포함하는 레이저 가공 장치.Laser processing apparatus comprising a. 레이저를 이용하여 대상물을 가공하기 위한 레이저 가공 장치로서,A laser processing apparatus for processing an object using a laser, 레이저 빔을 방사하는 복수 개의 레이저 발생 수단;A plurality of laser generating means for emitting a laser beam; 상기 복수 개의 레이저 발생 수단에서 방사되는 각각의 레이저 빔을 각각 입력받아 적어도 둘 이상으로 분할하는 복수 개의 빔 분할 수단;A plurality of beam splitting means for receiving the respective laser beams emitted from the plurality of laser generating means and splitting them into at least two; 복수의 반사면을 가지고 회전축을 중심으로 회전하며, 상기 각 빔 분할 수단에서 분할된 레이저 빔을 각각 입력받아 반사하는 복수 개의 폴리곤 미러;A plurality of polygon mirrors having a plurality of reflecting surfaces and rotating about a rotation axis, the plurality of polygon mirrors receiving and reflecting laser beams divided by the beam splitting means; 상기 복수 개의 폴리곤 미러 각각으로부터 반사되는 레이저 빔을 각각 반사시키는 복수개의 반사 미러; 및A plurality of reflection mirrors each reflecting a laser beam reflected from each of the plurality of polygon mirrors; And 상기 반사 미러에서 반사되는 레이저 빔을 집광하여 상기 대상물로 조사하는 광학계;An optical system for condensing a laser beam reflected by the reflection mirror and irradiating the object to the object; 를 포함하는 레이저 가공 장치.Laser processing apparatus comprising a. 레이저를 이용하여 대상물을 가공하기 위한 레이저 가공 장치로서,A laser processing apparatus for processing an object using a laser, 레이저 빔을 방사하는 레이저 발생 수단;Laser generating means for emitting a laser beam; 상기 레이저 발생 수단에서 방사되는 레이저 빔을 입력받아 적어도 둘 이상으로 분할하는 복수 개의 빔 분할 수단;A plurality of beam splitting means for receiving the laser beam radiated from the laser generating means and dividing the beam into at least two; 상기 빔 분할 수단에서 분할된 각각의 레이저 빔 각각을 적어도 둘 이상으로 분할하는 빔 분할기;A beam splitter for splitting each laser beam split by the beam splitting means into at least two; 상기 빔 분할기에서 투과 또는 반사된 레이저 빔을 각각 입력받아 반사하는 복수 개의 미러;A plurality of mirrors each receiving and reflecting a laser beam transmitted or reflected by the beam splitter; 상기 복수 개의 미러 각각으로부터 반사되는 레이저 빔을 각각 반사시키는 복수개의 반사 미러; 및A plurality of reflection mirrors each reflecting a laser beam reflected from each of the plurality of mirrors; And 상기 반사 미러에서 반사되는 레이저 빔을 집광하여 상기 대상물로 조사하는 광학계;An optical system for condensing a laser beam reflected by the reflection mirror and irradiating the object to the object; 를 포함하는 레이저 가공 장치.Laser processing apparatus comprising a. 제 43 항 내지 제 45 항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method of any one of claims 43-45, 상기 레이저 가공 장치는, 상기 대상물을 가공하는 동안, 상기 대상물이 안착되는 스테이지를 상기 레이저 빔이 조사되는 방향과 반대 방향으로 적어도 1회 이송시키는 스테이지 이송 수단을 더 포함하는 레이저 가공 장치.The laser processing apparatus further includes a stage transfer means for transferring the stage on which the object is to be seated, at least once, in a direction opposite to the direction in which the laser beam is irradiated, while processing the object. 제 43 항에 있어서,The method of claim 43, 상기 반사 미러는, 폴리곤 미러인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The said reflection mirror is a laser processing apparatus characterized by the above-mentioned. 제 45 항에 있어서,The method of claim 45, 상기 복수 개의 미러 각각은, 폴리곤 미러인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.Each of the plurality of mirrors is a polygon mirror, characterized in that the laser processing apparatus. 제 47 항 또는 제 48 항에 있어서,49. The method of claim 47 or 48, 상기 폴리곤 미러의 회전에 따라, 하나의 반사면에 의해 상기 대상물로 조사되는 레이저 빔의 스캐닝 길이는 광학계의 초점거리와 폴리곤 미러의 반사면에서 반사되는 레이저 빔의 각도의 곱에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.According to the rotation of the polygon mirror, the scanning length of the laser beam irradiated to the object by one reflective surface is adjusted by the product of the focal length of the optical system and the angle of the laser beam reflected from the reflective surface of the polygon mirror. Laser processing device made. 제 47 항 또는 제 48 항에 있어서,49. The method of claim 47 or 48, 상기 폴리곤 미러의 회전에 따라 상기 반사면에서 반사된 레이저 빔은 상기 대상물에 소정 횟수 중첩 조사되며, 상기 스테이지의 이송 속도를 일정하게 유지한 상태에서 상기 폴리곤 미러의 각속도를 조절하여 상기 중첩 횟수를 제어하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The laser beam reflected from the reflecting surface is irradiated to the object a predetermined number of times as the polygon mirror is rotated, and the overlap count is controlled by adjusting the angular velocity of the polygon mirror while maintaining a constant feeding speed of the stage. Laser processing apparatus characterized in that. 제 47 항 또는 제 48 항에 있어서,49. The method of claim 47 or 48, 상기 레이저 가공 장치는, 상기 폴리곤 미러에 장착되어 상기 폴리곤 미러의 위치 및 속도 정보를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 인코더;The laser processing apparatus includes: an encoder mounted to the polygon mirror to convert position and velocity information of the polygon mirror into an electrical signal and output the electrical signal; 상기 폴리곤 미러의 각 반사면에 대한 오차값을 입력받아 각 반사면에서의 오차 보상값을 산출하는 오차 보정부; 및An error correction unit configured to receive an error value for each reflective surface of the polygon mirror and calculate an error compensation value at each reflective surface; And 상기 인코더로부터 상기 폴리곤 미러의 반사면 정보를 입력받아, 상기 각 반사면에 대한 상기 오차 보상값을 참조하여 미러를 구동하여, 상기 빔 분할 수단으로부터 출력되어 상기 폴리곤 미러의 반사면으로 입사되는 레이저 빔의 입사 방향을 변경하는 엑츄에이터;The laser beam received from the encoder and reflecting surface information of the polygon mirror, driving the mirror with reference to the error compensation value for each reflecting surface, and is output from the beam splitting means and incident on the reflecting surface of the polygon mirror An actuator for changing the incident direction of the; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.Laser processing apparatus further comprising a. 제 51 항에 있어서,The method of claim 51 wherein 상기 인코더는, 로터리 인코더인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The encoder is a laser processing apparatus, characterized in that the rotary encoder. 제 47 항 또는 제 48 항에 있어서,49. The method of claim 47 or 48, 상기 폴리곤 미러는, 상기 빔 분할 수단으로부터 입사되는 각각의 레이저 빔이 상기 폴리곤 미러의 반사면에 입사될 때, 동시에 복수의 반사면으로 입사되도록 상기 반사면의 개수가 제어되어 제작되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The polygon mirror is characterized in that the number of the reflecting surface is controlled to be produced so that when each laser beam incident from the beam splitting means is incident on the reflecting surface of the polygon mirror, incident to the plurality of reflecting surfaces at the same time Laser processing device. 제 53 항에 있어서,The method of claim 53 wherein 상기 폴리곤 미러 외접원의 반지름을 R, 상기 레이저 빔의 구경을 D, 상기 회전축으로부터 상기 폴리곤 미러로 입사되는 레이저 빔의 중심까지의 수직 거리를 h라 하고, 상기 폴리곤 미러의 일 반사면으로 입사되는 레이저 빔 전체에 대한 에너지가 감쇄되어 입사되는 레이저 빔이 이루는 손실각을The radius of the polygon mirror circumscribed circle is R, the diameter of the laser beam is D, the vertical distance from the rotation axis to the center of the laser beam incident to the polygon mirror is h, and the laser is incident on one reflective surface of the polygon mirror. The energy of the entire beam is attenuated and the loss angle of the incident laser beam
Figure 112007017378221-PAT00018
,
Figure 112007017378221-PAT00018
,
상기 폴리곤 미러의 반사면 수를 N이라 할 때 상기 폴리곤 미러의 일 반사면 에서의 손실률을
Figure 112007017378221-PAT00019
이라 할 때,
When the number of reflecting surfaces of the polygon mirror is N, the loss ratio at one reflecting surface of the polygon mirror
Figure 112007017378221-PAT00019
When I say
상기 폴리곤 미러의 반사면 개수(N)는 상기 손실률이 100% 이상이 되도록 구현하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.Laser processing apparatus, characterized in that the number of reflecting surface (N) of the polygon mirror is implemented so that the loss rate is 100% or more.
제 43 항 내지 제 45 항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method of any one of claims 43-45, 상기 레이저 가공 장치는, 상기 광학계를 통과한 각각의 레이저 빔의 단면을 성형하여 상기 대상물에 조사하는 적어도 복수의 빔 성형부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The laser processing apparatus further comprises at least a plurality of beam forming portions for shaping a cross section of each laser beam that has passed through the optical system and irradiating the object. 제 55 항에 있어서,The method of claim 55, 상기 빔 성형부는, 상기 레이저 빔을 단면광으로 변형하는 제 1 렌즈; 및The beam shaping unit may include a first lens configured to transform the laser beam into cross-section light; And 상기 제 1 렌즈와 투과 방향이 수직이 되도록 설치되며, 상기 제 1 렌즈로부터 투과된 단면광을 타원형으로 변형하여 투과하는 제 2 렌즈;A second lens installed to be perpendicular to the first lens and transmitting the cross-sectional light transmitted from the first lens in an elliptical shape; 를 포함하며, 상기 제 1 렌즈의 위치를 상하 조절하여 상기 제 2 렌즈로부터 투과되는 타원형 레이저 빔의 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.And a position of the first lens up and down to adjust the size of the elliptical laser beam transmitted from the second lens. 제 56 항에 있어서,The method of claim 56, wherein 상기 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈는, 각각 원통형 렌즈인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The said 1st lens and the 2nd lens are each a cylindrical lens, The laser processing apparatus characterized by the above-mentioned. 제 54 항에 있어서,The method of claim 54, wherein 상기 레이저 가공 장치는, 상기 대상물의 가공 방향과 상기 타원형 레이저 빔의 장축이 일치하도록 정렬하여 상기 대상물을 가공하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The laser processing apparatus is arranged so that the machining direction of the object and the long axis of the elliptical laser beam are aligned to process the object. 제 54 항에 있어서,The method of claim 54, wherein 상기 타원형 레이저 빔의 크기는 단축과 장축의 길이 비가 1:4 내지 1:12인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The size of the elliptical laser beam is a laser processing apparatus, characterized in that the length ratio of the short axis and the long axis is 1: 4 to 1:12. 제 43 항 내지 제 45 항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method of any one of claims 43-45, 상기 빔 분할 수단은 입사되는 레이저 빔을 2분할하는 프리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.And said beam splitting means comprises a prism for dividing the incident laser beam into two. 제 43 항 내지 제 45 항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method of any one of claims 43-45, 상기 빔 분할 수단은 입사되는 레이저 빔을 2분할하는 빔 분할기를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.And said beam splitting means comprises a beam splitter for dividing an incident laser beam into two. 제 43 항 내지 제 45 항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method of any one of claims 43-45, 상기 빔 분할 수단은 입사되는 레이저 빔을 2분할하는 빔 분할기 및 상기 빔 분할기에서 2분할된 레이저 빔 중 어느 하나를 2분할하는 프리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.And the beam splitting means comprises a beam splitter for dividing the incident laser beam into two and a prism for dividing any one of the laser beam divided into two at the beam splitter. 제 43 항 내지 제 45 항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method of any one of claims 43-45, 상기 빔 분할 수단은 입사되는 레이저 빔을 2분할하는 프리즘 및 상기 프리즘에서 2분할된 레이저 빔을 각각 2분할하는 빔 분할기를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.And said beam splitting means comprises a prism for dividing the incident laser beam into two and a beam splitter for dividing the laser beam divided into two in said prism. 제 43 항 내지 제 45 항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method of any one of claims 43-45, 상기 빔 분할 수단은 입사되는 레이저 빔을 반사시키는 제 1 미러;The beam splitting means comprises: a first mirror for reflecting an incident laser beam; 상기 제 1 미러에서 반사된 레이저 빔을 2분할하는 프리즘; 및A prism that divides the laser beam reflected from the first mirror into two; And 상기 프리즘에서 2분할된 빔을 반사시키는 제 2 미러;A second mirror for reflecting the beam split in the prism; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.Laser processing apparatus comprising a. 제 43 항 내지 제 45 항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method of any one of claims 43-45, 상기 빔 분할 수단은 입사되는 레이저 빔을 2분할하는 빔 분할기;The beam splitting means comprises: a beam splitter for dividing an incident laser beam into two; 상기 빔 분할기에서 반사되는 제 1 레이저 빔의 편광 특성을 변환하기 위한 편광기;A polarizer for converting polarization characteristics of the first laser beam reflected by the beam splitter; 상기 빔 분할기를 투과한 제 2 레이저 빔을 반사시키기 위한 제 1 미러;A first mirror for reflecting a second laser beam transmitted through the beam splitter; 상기 제 1 미러에서 반사된 제 2 레이저 빔을 반사시키기 위한 제 2 미러; 및A second mirror for reflecting the second laser beam reflected from the first mirror; And 상기 편광기에서 편광 특성이 전환된 제 1 레이저 빔을 반사시키고, 상기 제 2 미러에서 반사된 제 2 레이저 빔을 투과시키기 위한 편광 빔 분할기;A polarizing beam splitter for reflecting the first laser beam whose polarization characteristic is converted in the polarizer and transmitting the second laser beam reflected by the second mirror; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.Laser processing apparatus comprising a. 제 43 항 내지 제 45 항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method of any one of claims 43-45, 상기 빔 분할 수단은 입사되는 레이저 빔을 2분할하는 빔 분할기;The beam splitting means comprises: a beam splitter for dividing an incident laser beam into two; 상기 빔 분할기에서 반사된 레이저 빔의 편광 특성을 변환하기 위한 편광기;A polarizer for converting polarization characteristics of the laser beam reflected by the beam splitter; 상기 편광기에서 편광 변환된 레이저 빔을 제 1 및 제 2 레이저 빔으로 분할하기 위한 프리즘;A prism for dividing the laser beam polarized by the polarizer into first and second laser beams; 상기 빔 분할기를 투과한 제 3 레이저 빔을 반사시키기 위한 제 1 미러;A first mirror for reflecting a third laser beam that has passed through the beam splitter; 상기 제 1 미러에서 반사된 제 3 레이저 빔을 반사시키기 위한 제 2 미러; 및A second mirror for reflecting a third laser beam reflected from the first mirror; And 상기 프리즘에서 출사되는 제 1 및 제 2 레이저 빔을 반사시키고, 상기 제 2 미러를 통해 입사되는 제 3 레이저 빔을 투과시키기 위한 편광 빔 분할기;A polarizing beam splitter for reflecting first and second laser beams emitted from the prism and transmitting a third laser beam incident through the second mirror; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.Laser processing apparatus comprising a. 제 43 항 내지 제 45 항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method of any one of claims 43-45, 상기 빔 분할 수단은 입사되는 레이저 빔을 2분할하기 위한 프리즘;The beam splitting means includes a prism for dividing an incident laser beam into two; 상기 프리즘에서 2분할된 빔을 각각 2분할하여 반사 및 투과시키기 위한 빔 분할기;A beam splitter for splitting and dividing the two beams divided by the prism into two beams; 상기 빔 분할기에서 반사된 제 1 및 제 2 레이저 빔의 편광 특성을 변환하기 위한 편광기;A polarizer for converting polarization characteristics of the first and second laser beams reflected by the beam splitter; 상기 빔 분할기에서 투과된 제 3 및 제 4 레이저 빔을 반사시키기 위한 제 1 미러;A first mirror for reflecting third and fourth laser beams transmitted by the beam splitter; 상기 제 1 미러에서 반사된 레이저 빔을 반사시키기 위한 제 2 미러; 및A second mirror for reflecting the laser beam reflected from the first mirror; And 상기 편광기에서 편광 특성이 변화된 제 1 및 제 2 레이저 빔을 반사시키고, 상기 제 2 미러를 통해 입사된 제 3 및 제 4 레이저 빔을 투과시키기 위한 편광 빔 분할기;A polarization beam splitter for reflecting the first and second laser beams whose polarization characteristics are changed in the polarizer and transmitting the third and fourth laser beams incident through the second mirror; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.Laser processing apparatus comprising a. 제 43 항 내지 제 45 항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method of any one of claims 43-45, 상기 레이저 가공 장치는 고주파 드라이버를 더 포함하고,The laser processing apparatus further includes a high frequency driver, 상기 반사미러는, 상기 고주파 드라이버로부터 고주파 신호에 응답하여, 상기 복수개의 미러 각각으로부터 입력되는 복수개의 레이저 빔을 상기 광학계로 반사하는 음향-광학 디플렉터인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.And the reflection mirror is an acoustic-optical deflector that reflects a plurality of laser beams input from each of the plurality of mirrors to the optical system in response to a high frequency signal from the high frequency driver. 제 68 항에 있어서,The method of claim 68, wherein 상기 고주파 드라이버는 상기 음향-광학 디플렉터로 2개의 고주파 신호를 입력하고, 상기 음향-광학 디플렉터는 상기 고주파 드라이버를 통해 입력된 고주파 신호의 주파수에 따라 결정되는 스캐닝 각도 사이를 회전하도록 상기 레이저 빔을 출력하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The high frequency driver inputs two high frequency signals to the acousto-optic deflector, and the acousto-optic deflector outputs the laser beam to rotate between scanning angles determined according to the frequency of the high frequency signal input through the high frequency driver. Laser processing apparatus characterized in that. 레이저를 이용한 대상물 가공 방법으로서,As an object processing method using a laser, 상기 대상물을 스테이지에 안착시키는 단계;Mounting the object on a stage; 상기 대상물의 종류 및 가공 목적에 따라 제어 파라미터를 설정하는 단계;Setting control parameters according to the type and processing purpose of the object; 빔 스캐너를 구동하고, 스테이지 이송 수단을 구동하여 상기 스테이지를 기설정된 속도로 이송하는 단계;Driving a beam scanner and driving a stage transport means to transport the stage at a predetermined speed; 레이저 빔을 방출하는 단계;Emitting a laser beam; 상기 방출된 레이저 빔을 적어도 둘 이상으로 분할하여 상기 빔 스캐너로 조사하는 단계; 및Dividing the emitted laser beam into at least two and irradiating the beam scanner with the beam scanner; And 상기 빔 스캐너로부터 반사된 레이저 빔을 상기 대상물에 조사하는 단계;Irradiating the object with a laser beam reflected from the beam scanner; 를 포함하고, 상기 스테이지는 상기 레이저 빔이 조사되는 방향과 반대 방향으로 이송하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.And the stage transfers in a direction opposite to the direction in which the laser beam is irradiated. 제 70 항에 있어서,The method of claim 70, 상기 빔 스캐너로부터 반사된 레이저 빔을 상기 대상물에 조사하기 전, 상기 레이저 빔의 단면을 타원 형상으로 변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.And converting a cross section of the laser beam into an elliptic shape before irradiating the object with the laser beam reflected from the beam scanner. 제 71 항에 있어서,The method of claim 71 wherein 상기 타원 형태의 레이저 빔의 장축이 상기 대상물의 가공 방향과 일치하도록 상기 레이저 빔을 정렬하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.And aligning the laser beam such that the long axis of the elliptic laser beam coincides with the processing direction of the object. 제 70 항에 있어서,The method of claim 70, 상기 빔 스캐너는 폴리곤 미러이며, 상기 대상물을 상기 스테이지에 안착시키기 전, 시험 대상물을 상기 스테이지에 안착시키는 단계;The beam scanner is a polygon mirror, and seating a test object on the stage before seating the object on the stage; 상기 폴리곤 미러를 구동하는 단계;Driving the polygon mirror; 레이저 빔을 방출한 후, 둘 이상으로 분할하여 상기 폴리곤 미러로 입사하는 단계; 및After emitting a laser beam, dividing into two or more to enter the polygon mirror; And 상기 시험 대상물의 가공 결과에 따라 상기 폴리곤 미러의 각 반사면에서의 오차 보상값을 산출하는 단계;Calculating an error compensation value at each reflective surface of the polygon mirror according to a processing result of the test object; 를 더 포함하고, More, 상기 대상물을 상기 스테이지에 안착시킨 후, 상기 폴리곤 미러로부터 반사된 레이저 빔을 상기 대상물에 조사하기 전, 상기 오차 보상값에 따라 상기 레이저 빔의 입사각을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.Adjusting the incidence angle of the laser beam according to the error compensation value after mounting the object on the stage and before irradiating the object with the laser beam reflected from the polygon mirror; Processing method. 다중 계층으로 형성된 대상물을 레이저 가공하기 위한 방법으로서,A method for laser processing an object formed of multiple layers, 상기 다중 계층으로 형성된 대상물의 각 계층에 따른 가공 파라미터를 설정하는 제 1 단계;A first step of setting processing parameters according to each layer of the object formed of the multiple layers; 상기 대상물의 가공 영역에 노출된 계층에 대하여 설정된 상기 가공 파라미터에 따라, 상기 대상물에 적어도 둘 이상으로 분할된 레이저 빔을 조사하여 레이저 가공을 수행하는 제 2 단계;A second step of irradiating the object with at least two divided laser beams according to the processing parameters set for the layer exposed to the processing area of the object to perform laser processing; 상기 다중 계층으로 형성된 대상물의 모든 계층에 대한 가공이 수행되었는지 확인하는 제 3 단계; 및A third step of confirming whether processing has been performed for all layers of the object formed of the multiple layers; And 상기 제 3 단계의 확인 결과, 모든 계층에 대한 가공이 완료되지 않은 경우 상기 제 2 단계로 진행하는 제 4 단계;A fourth step of proceeding to the second step if the processing for all layers is not completed as a result of the checking of the third step; 를 포함하는 레이저 가공 방법.Laser processing method comprising a. 제 74 항에 있어서,The method of claim 74, wherein 상기 제 2 단계는, 빔 스캐너를 구동하는 제 2-1 단계;The second step may include a step 2-1 of driving a beam scanner; 상기 대상물이 안착된 스테이지를 이송하는 제 2-2 단계;Step 2-2 of transferring the stage on which the object is seated; 레이저 빔을 방출하는 제 2-3 단계;A second step of emitting a laser beam; 상기 방출된 레이저 빔을 적어도 둘 이상으로 분할하는 제 2-4 단계; 및2-4, dividing the emitted laser beam into at least two; And 상기 적어도 둘 이상으로 분할된 레이저 빔을 상기 빔 스캐너에 의해 반사시켜, 상기 대상물의 가공 영역에 조사되도록 하는 제 2-5 단계;(2-5) reflecting the at least two divided laser beams by the beam scanner to irradiate the processing region of the object; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.Laser processing method comprising a. 제 75 항에 있어서,76. The method of claim 75 wherein 상기 스테이지는 레이저 빔 조사 방향과 반대 방향으로 이송하는 것을 특징 으로 하는 레이저 가공 방법.The stage is laser processing method, characterized in that for feeding in the direction opposite to the laser beam irradiation direction. 제 75 항에 있어서,76. The method of claim 75 wherein 상기 빔 스캐너에 의해 반사된 레이저 빔을 상기 대상물에 조사하기 전, 상기 레이저 빔의 단면을 타원 형상으로 변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.And converting a cross section of the laser beam into an elliptic shape before irradiating the object with the laser beam reflected by the beam scanner. 제 77 항에 있어서,78. The method of claim 77 wherein 상기 타원 형태의 레이저 빔의 장축이 상기 대상물의 가공 방향과 일치하도록 상기 레이저 빔을 정렬하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.And aligning the laser beam such that the long axis of the elliptic laser beam coincides with the processing direction of the object. 제 74 항에 있어서,The method of claim 74, wherein 상기 가공 파라미터는 레이저 출력 전력, 빔 스캐너의 회전 속도, 대상물이 안착되는 스테이지 이송 속도, 레이저 빔의 조사 주파수, 레이저 빔의 초점 위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.The processing parameters include laser output power, rotational speed of the beam scanner, stage feed rate at which the object is seated, irradiation frequency of the laser beam, focal position of the laser beam. 다중 계층으로 형성된 대상물을 레이저 가공하기 위한 방법으로서,A method for laser processing an object formed of multiple layers, 상기 다중 계층으로 형성된 대상물의 가공 영역에 대하여, 가공 영역의 양측 에지 부위를 스크라이빙하는 제 1 단계;Scribing both edge portions of the machining region with respect to the machining region of the object formed in the multi-layer; 적어도 둘 이상으로 분할된 레이저 빔을 상기 대상물에 조사하여 상기 가공 영역을 커팅하는 제 2 단계;A second step of cutting the processing region by irradiating the object with at least two divided laser beams; 를 포함하는 레이저 가공 방법.Laser processing method comprising a. 제 80 항에 있어서,81. The method of claim 80, 상기 제 2 단계는, 상기 다중 계층으로 형성된 대상물의 각 계층에 따른 가공 파라미터를 설정하는 제 2-1 단계;The second step may include: setting a processing parameter according to each layer of the object formed of the multiple layers; 상기 대상물의 가공 영역에 노출된 계층에 대하여 설정된 상기 가공 파라미터에 따라 레이저 가공을 수행하는 제 2-2 단계;Step 2-2 of performing laser processing according to the processing parameters set for the layer exposed to the processing region of the object; 상기 다중 계층으로 형성된 대상물의 모든 계층에 대한 가공이 수행되었는지 확인하는 제 2-3 단계; 및A third step of confirming whether or not machining of all layers of the object formed of the multi-layer is performed; And 상기 제 2-3 단계의 확인 결과, 모든 계층에 대한 가공이 완료되지 않은 경우 상기 제 2-2 단계로 진행하는 제 2-4 단계;A step 2-4 of proceeding to the step 2-2 when the processing for all layers is not completed as a result of the checking of the step 2-3; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.Laser processing method comprising a. 제 81 항에 있어서,82. The method of claim 81 wherein 상기 가공 파라미터는 레이저 출력 전력, 대상물이 안착되는 스테이지 이송 속도, 레이저 빔의 조사 주파수, 레이저 빔의 초점 위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.And said processing parameters include laser output power, stage feed rate at which an object is seated, irradiation frequency of the laser beam, and focal position of the laser beam. 제 81 항에 있어서,82. The method of claim 81 wherein 상기 제 2-2 단계는 레이저 빔의 단면을 타원 형상으로 변환하여 레이저 가공을 수행하는 단계인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.Step 2-2 is a laser processing method, characterized in that for performing the laser processing by converting the cross section of the laser beam into an elliptic shape. 제 83 항에 있어서,84. The method of claim 83 wherein 상기 타원 형태의 레이저 빔의 장축이 상기 대상물의 가공 방향과 일치하도록 상기 레이저 빔을 정렬하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.And aligning the laser beam such that the long axis of the elliptic laser beam coincides with the processing direction of the object. 제 80 항에 있어서,81. The method of claim 80, 상기 제 2 단계 이후, 상기 가공 영역을 힐링하는 제 3 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.And after the second step, a third step of healing the processing region. 다중 계층으로 형성된 대상물을 레이저 가공하기 위한 방법으로서,A method for laser processing an object formed of multiple layers, 적어도 둘 이상으로 분할된 레이저 빔을 상기 대상물에 조사하여 상기 다중 계층으로 형성된 대상물의 가공 영역을 커팅하는 제 1 단계; 및Irradiating at least two or more divided laser beams onto the object to cut a processing area of the object formed in the multiple layers; And 상기 커팅된 대상물의 가공 영역을 힐링하는 제 2 단계;A second step of healing the processing region of the cut object; 를 포함하는 레이저 가공 방법.Laser processing method comprising a. 제 86 항에 있어서,87. The method of claim 86, 상기 제 1 단계는, 상기 다중 계층으로 형성된 대상물의 각 계층에 따른 가공 파라미터를 설정하는 제 1-1 단계;The first step may include: setting a processing parameter according to each layer of the object formed of the multi-layer; 상기 대상물의 가공 영역에 노출된 계층에 대하여 설정된 상기 가공 파라미터에 따라 레이저 가공을 수행하는 제 1-2 단계;A first to second step of performing laser processing according to the processing parameters set for the layer exposed to the processing region of the object; 상기 다중 계층으로 형성된 대상물의 모든 계층에 대한 가공이 수행되었는지 확인하는 제 1-3 단계; 및Steps 1-3 for confirming whether processing has been performed for all layers of the object formed of the multiple layers; And 상기 제 1-3 단계의 확인 결과, 모든 계층에 대한 가공이 완료되지 않은 경우 상기 제 1-2 단계로 진행하는 제 1-4 단계;As a result of the check of the first step 1-3, if the processing for all the layers is not completed, the first step to proceed to the first step 1-2; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.Laser processing method comprising a. 제 87 항에 있어서,88. The method of claim 87 wherein 상기 가공 파라미터는 레이저 출력 전력, 대상물이 안착되는 스테이지 이송 속도, 레이저 빔의 조사 주파수, 레이저 빔의 초점 위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.And said processing parameters include laser output power, stage feed rate at which an object is seated, irradiation frequency of the laser beam, and focal position of the laser beam. 제 87 항에 있어서,88. The method of claim 87 wherein 상기 제 1--단계는 상기 레이저 빔의 단면을 타원 형상으로 변환하여 레이저 가공을 수행하는 단계인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.Said first step is a step of converting a cross section of said laser beam into an elliptic shape to perform laser processing. 제 89 항에 있어서,92. The method of claim 89, 상기 타원 형태의 레이저 빔의 장축이 상기 대상물의 가공 방향과 일치하도록 상기 레이저 빔을 정렬하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.And aligning the laser beam such that the long axis of the elliptic laser beam coincides with the processing direction of the object. 레이저를 이용한 대상물 가공 방법으로서,As an object processing method using a laser, 상기 대상물을 스테이지에 안착시키는 단계;Mounting the object on a stage; 상기 대상물의 종류 및 가공 목적에 따라 제어 파라미터를 설정하는 단계;Setting control parameters according to the type and processing purpose of the object; 제 1 및 제 2 엑츄에이터에 의해 제 1 및 제 2 미러의 기울기 및 위치를 조절하는 단계;Adjusting the tilt and position of the first and second mirrors by the first and second actuators; 반사미러를 구동하는 단계;Driving a reflection mirror; 상기 스테이지를 기 설정된 속도로 이송하는 단계;Transferring the stage at a preset speed; 복수의 레이저 발생 수단 각각으로부터 레이저 빔을 방출하는 단계;Emitting a laser beam from each of the plurality of laser generating means; 상기 복수의 레이저 발생 수단 각각으로부터 방출되는 레이저 빔을 각각 적어도 둘 이상으로 분할하여, 각각 제 1 및 제 2 미러로 입사시키는 단계; 및Dividing the laser beams emitted from each of the plurality of laser generating means into at least two and then entering the first and second mirrors, respectively; And 상기 제 1 및 제 2 미러를 통해 상기 반사미러로 입사된 레이저 빔을 상기 대상물로 조사하는 단계;Irradiating a laser beam incident on the reflective mirror through the first and second mirrors to the object; 를 포함하는 레이저 가공 방법.Laser processing method comprising a. 제 91 항에 있어서,92. The method of claim 91 wherein 상기 스테이지는 상기 대상물에 조사되는 레이저 빔의 방향과 반대 방향으로 이송하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.The stage is laser processing method, characterized in that for transferring in the direction opposite to the direction of the laser beam irradiated to the object. 제 91 항에 있어서,92. The method of claim 91 wherein 상기 반사미러로 입사된 레이저 빔을 상기 대상물로 조사하기 전, 상기 레이저 빔의 단면을 타원 형상으로 변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.And converting a cross section of the laser beam into an elliptical shape before irradiating the laser beam incident on the reflective mirror to the object. 제 93 항에 있어서,94. The method of claim 93, 상기 타원 형태의 레이저 빔의 장축이 상기 대상물의 가공 방향과 일치하도록 상기 레이저 빔을 정렬하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.And aligning the laser beam such that the long axis of the elliptic laser beam coincides with the processing direction of the object.
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