KR100887245B1 - Laser Processing Apparatus and Method Using Beam Split - Google Patents
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Abstract
웨이퍼 상에 형성된 저유전(low-k) 물질을 효과적으로 제거하기 위한 레이저 가공 장치 및 방법을 제시한다.A laser processing apparatus and method for effectively removing low-k materials formed on a wafer are provided.
본 발명의 레이저 가공 장치는 레이저 빔을 방출하는 레이저 발생 수단, 레이저 발생 수단에서 출사되는 레이저 빔을 2분할하되, 2분할된 레이저 빔의 간격이 제거 대상 영역 저유전 물질의 두 에지 간의 간격이 되도록 분할하여 미러로 입사시키는 빔 분할 수단 및 미러로부터 반사되는 분할된 레이저 빔을 대상물로 주사하는 광학계를 포함하고, 본 발명의 레이저 가공 방법은 제거 대상 영역 저유전 물질의 에지 부분의 위치 및 에지 간의 간격, 레이저 빔의 출력 전력을 포함하는 가공 파라미터를 설정하는 단계, 레이저를 방출하고 2분할하는 단계, 2분할된 레이저 빔을 제거 대상 영역 저유전 물질의 두 에지 부분으로 각각 조사하는 단계를 포함한다.The laser processing apparatus of the present invention divides the laser generating means for emitting a laser beam, the laser beam emitted from the laser generating means into two, so that the interval of the divided laser beam is the interval between two edges of the low dielectric material to be removed. A beam splitting means for splitting and entering a mirror and an optical system for scanning the split laser beam reflected from the mirror to an object, wherein the laser processing method of the present invention comprises the distance between the edge and the position of the edge portion of the region to be removed the low dielectric material Setting processing parameters including the output power of the laser beam, emitting and dividing the laser, and irradiating the two-divided laser beam to two edge portions of the region to be removed, the low dielectric material, respectively.
본 발명에 의하면, 저유전 물질을 효과적이고 간단하게 제거할 수 있어 가공 속도 및 품질을 개선할 수 있다.According to the present invention, low dielectric materials can be effectively and simply removed to improve processing speed and quality.
저유전 물질, 레이저, 에지 Low dielectric materials, lasers, edges
Description
도 1은 CO2 레이저를 이용한 저유전 물질 제거시의 문제점을 설명하기 위한 도면,1 is a view for explaining a problem when the low dielectric material removal using a CO 2 laser,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저 가공 장치의 구성도,2 is a block diagram of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention,
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도 4는 본 발명의 레이저 가공 장치를 이용하여 저유전 물질을 제거한 결과를 설명하기 위한 도면,4 is a view for explaining the result of removing the low dielectric material using the laser processing apparatus of the present invention,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 흐름도,5 is a flowchart illustrating a laser processing method according to an embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 레이저 가공 장치의 구성도,6 is a configuration diagram of a laser processing apparatus according to another embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a laser processing method according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10, 124 : 미러 12 : 광학계10, 124: mirror 12: optical system
14 : 대상물 16 : 스테이지14 object 16: stage
18 : 스테이지 이송수단 110 : 제어부18: stage transfer means 110: control unit
120, 122 : 레이저 발생 수단 130 : 빔 분할 수단120, 122: laser generating means 130: beam splitting means
140, 142 : 미러 구동부 150 : 입력부140, 142: mirror drive unit 150: input unit
160 : 출력부 170 : 저장부160: output unit 170: storage unit
본 발명은 레이저 가공 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 웨이퍼 상에 형성된 저유전(low-k) 물질을 효과적으로 제거하기 위한 레이저 가공 장치 및 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to laser processing apparatus and methods, and more particularly, to laser processing apparatus and methods for effectively removing low-k materials formed on wafers.
반도체 소자 제조 공정에서는 패턴 형성 또는 절연을 목적으로 저유전 물질을 사용하고 있다. 이러한 저유전 물질은 점성이 높은 특성이 있어, 후속 공정에서 기계적 방법으로 웨이퍼를 가공하는 경우 저유전 물질이 소우(saw)에 달라붙어 소우를 마모시킬 뿐 아니라, 가공 속도를 저하시키는 문제가 있다. 아울러, 가공시 저유전 물질이 덩어리째 떨어져 나가는 현상이 발생하여 가공면이 날카롭지 않고, 제거 대상 영역 이외의 저유전 물질까지 떨어져 나가게 되어 생산 특성이 저하되게 된다.In the semiconductor device manufacturing process, a low dielectric material is used for pattern formation or insulation. Such a low dielectric material has a high viscosity, so that when the wafer is processed by a mechanical method in a subsequent process, the low dielectric material adheres to the saw and not only wears the saw but also reduces the processing speed. In addition, a phenomenon in which the low dielectric material falls off in a mass during processing occurs, the processing surface is not sharp, and the low dielectric material other than the region to be removed falls out, resulting in deterioration of production characteristics.
이러한 문제를 방지하기 위해 레이저를 이용하여 실제 웨이퍼 가공 전, 저유전 물질을 우선적으로 제거하는 방안이 연구되었다. 일반적인 레이저 가공시에는 보다 좁은 절단 폭을 구현하는 것이 목표이지만, 저유전 물질 제거시에는 실제 저유전 물질을 제거하기 위한 메인 커팅 너비, 예를 들어 기계적 소잉(Sawing)의 너비보다 넓은 절단폭으로 가공해야 한다.In order to prevent this problem, a method of preferentially removing low-k dielectric materials prior to actual wafer processing using a laser has been studied. In general laser processing, the aim is to achieve a narrower cutting width, but when removing low dielectric material, the cutting width is larger than the main cutting width for removing the actual low dielectric material, for example, the width of the mechanical sawing. Should be.
저유전 물질을 제거하기 위해 제시된 레이저 가공 방법으로서는 적외선 이상의 파장대를 갖는 레이저를 이용하여 60㎛ 이상의 큰 스폿 사이즈로 저유전 물질을 제거하는 방법이 있다. 이 방법은 광학계 구성이 비교적 수월하여 쉽게 구현할 수 있으며, 적외선 파장 이상을 갖는 레이저의 출력 전력이 100W 이상으로 높기 때문에 가공 전력을 탄력적으로 적용할 수 있는 장점이 있다.As a laser processing method proposed to remove low dielectric materials, there is a method of removing low dielectric materials with a large spot size of 60 μm or more using a laser having a wavelength band of infrared or more. This method can be easily implemented because the configuration of the optical system is relatively easy, and the output power of the laser having an infrared wavelength or more is high, such as 100W or more, so that the processing power can be flexibly applied.
레이저 가공시 스폿 사이즈는 다음의 [수학식 1]과 같이 결정된다.In laser processing, the spot size is determined as shown in Equation 1 below.
[수학식 1][Equation 1]
스폿 사이즈 = 4λF/πDM2 Spot size = 4λF / πDM 2
[수학식 1]에서 λ는 레이저의 파장, F는 집광렌즈의 초점거리, D는 집광렌즈에 입사되는 레이저 빔의 구경이다.In Equation 1, λ is the wavelength of the laser, F is the focal length of the condenser lens, and D is the aperture of the laser beam incident on the condenser lens.
M2는 레이저 빔의 품질을 나타내는 인자로, M2=πw(zo)w(z)/zλ로 정의된다. 여기에서, w(z)는 레이저 빔이 진행한 후의 빔 웨이스트(waist), w(z0)는 빔 웨이스트의 최소값이다. 일반적인 광은 진행할수록 확산되지만, 레이저 빔은 진행하여도 확산되지 않는 직진성이 있다. 상기한 M2의 정의식에서 z를 무한대로 근사하여 M2를 유도하며, M2는 1.0에 가까운 값에서 30 이상의 값까지 다양한 값이 될 수 있 다. 따라서, 대체로 파장이 길수록 M2의 값은 증가하고 M2의 값이 작은 레이저일수록 빔의 품질이 좋은 고가의 장비이다.M 2 is a factor indicating the quality of the laser beam, and M 2 = πw (zo) w (z) / zλ. Here, w (z) is the beam waist after the laser beam has progressed, and w (z0) is the minimum value of the beam waist. Although general light diffuses as it progresses, there is a straightness that the laser beam does not diffuse even as it progresses. In the definition of M 2 , z is infinitely approximated to induce M 2 , and M 2 may be a value ranging from a value close to 1.0 to a value of 30 or more. Thus, generally the longer the wavelength the value of M 2 is increased and the expensive equipment, the quality of the more the laser beam little, the value of M 2.
상기 수학식에서 알 수 있듯이 레이저의 파장과 집광렌즈의 초점거리가 레이저 빔의 스폿 사이즈를 결정한다. 집광렌즈의 초점거리는 장비 설계를 어떻게 하느냐에 따라 다양하게 만들 수 있으나, 가공시 발생하는 오염으로부터 렌즈를 보호하기 위한 최소의 초점거리는 20mm 정도이며, 양산품은 레이저의 파장대에 따라 다르지만 집광렌즈의 초점거리가 50 내지 300mm 정도가 된다. 적외선 이상의 파장을 갖는 레이저 빔의 스폿 사이즈는 이론적으로 약 10 내지 100㎛ 정도이며, 자외선이나 가시광선 파장을 갖는 레이저 빔의 스폿 사이즈는 대략 수 ㎛ 단위로, [수학식 1]에 대입해 보면 파장이 길수록 최소 스폿 사이즈가 증가하는 것을 알 수 있다.As can be seen from the above equation, the wavelength of the laser and the focal length of the condenser lens determine the spot size of the laser beam. The focal length of the condenser lens can be varied depending on the design of the equipment.However, the minimum focal length to protect the lens from contamination during processing is about 20mm, and the mass production lens varies depending on the wavelength of the laser. It becomes about 50-300 mm. The spot size of a laser beam having a wavelength greater than or equal to infrared is theoretically about 10 to 100 μm, and the spot size of a laser beam having ultraviolet or visible light wavelength is approximately several μm, and the wavelength is substituted in [Equation 1]. It can be seen that the longer the minimum spot size increases.
아울러, 저유전 물질이나 패턴층을 제거하기 위해 사용되는 CO2 레이저의 경우 이론상으로 50㎛의 스폿 사이즈를 가질 수 있고, 이론적 한계치는 50±10㎛ 정도로 예상된다.In addition, a CO 2 laser used to remove a low dielectric material or a pattern layer may theoretically have a spot size of 50 μm, and a theoretical limit of 50 ± 10 μm is expected.
도 1은 CO2 레이저를 이용한 유전 물질 제거시의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a problem when removing a dielectric material using a CO 2 laser.
도시한 것과 같이, CO2 레이저를 사용하여 저유전 물질을 제거한 경우 멜팅(melting) 현상으로 인하여 가공 에지(edge) 부분(A)이 날카롭지 않게 나타나는 것을 알 수 있다. 더욱이, 반도체 기판의 주 물질인 실리콘은 가시광선 영역보다 파장이 긴 CO2 레이저가 입사되는 경우 흡수율이 거의 0으로, 대부분의 빔이 실리콘을 가공하지 못하고 이송 장치에 손상을 유발하게 되는 문제가 있다.As shown, it can be seen that when the low dielectric material is removed using a CO 2 laser, the processing edge portion A is not sharp due to the melting phenomenon. In addition, silicon, which is a main material of the semiconductor substrate, has a absorption rate of almost zero when a CO 2 laser having a wavelength longer than that of the visible light is incident, and thus, most beams cannot process silicon and cause damage to the transfer device. .
아울러, 저유전 물질은 웨이퍼의 기판으로 사용되는 물질, 예를 들어 Si, Ge, GaAs 등과는 다른 기계적/광학적 성질을 가지므로, 레이저의 파장, 빔 사이즈, 가공 파라미터에 따라 다른 반응을 보일 수 있으며, 그 차이가 가공의 질을 현격히 낮추는 경우도 있다.In addition, the low dielectric material has different mechanical and optical properties from the material used as the substrate of the wafer, such as Si, Ge, GaAs, etc., and thus may exhibit different reactions depending on the wavelength, beam size, and processing parameters of the laser. In some cases, the difference can significantly reduce the quality of processing.
따라서, 레이저 빔을 이용하여 저유전 물질을 제거하는 경우, 웨이퍼의 종류가 변화되거나, 가공 부위의 너비가 변화하게 되는 경우 집광렌즈나 광학계를 새롭게 변경해야 하는 등의 번거로움이 있다.Therefore, when the low dielectric material is removed by using a laser beam, when the type of the wafer is changed or when the width of the processed portion is changed, it is troublesome to newly change the condenser lens or the optical system.
이와 같이, 저유전 물질을 레이저 가공에 의해 제거하는 방법이 연구되고 있기는 하나, 상기와 같은 문제점들이 존재하기 때문에 기계적 가공에 의한 저유전 물질의 제거에 대한 연구 또한 계속되고 있으며, 가공 너비를 줄이는 방법으로 기계적 가공을 수행하는 경우 저유전 물질을 보다 효과적으로 제거할 수 있다는 성과를 얻게 되었다. 그러나, 이 경우 가공물의 대부분인 실리콘과 같은 기판 재질을 가공하는 기계적 소우의 너비가 큰 경우 즉, 가공 대상 부위의 너비가 큰 경우 복수 회 가공을 반복하여야 하기 때문에 가공 속도가 저하되어 비효율적인 단점이 있다.As such, a method of removing the low dielectric material by laser processing has been studied, but studies on the removal of the low dielectric material by mechanical processing have continued, because the above problems exist. When mechanical processing is performed by the method, the result is that the low dielectric material can be more effectively removed. However, in this case, when the width of the mechanical saw for processing the substrate material such as silicon, which is the majority of the workpiece, is large, that is, when the width of the target portion is large, the processing speed is reduced and the processing speed is lowered. .
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 저유전 물질 이 형성된 웨이퍼 가공시 제거 대상 영역 저유전 물질의 에지 부분을 레이저 빔에 의해 제거한 다음, 에지 부분 사이에 잔존하는 저유전 물질을 제거함으로써, 대상물의 가공 효율을 향상시킬 수 있는 빔 분할을 이용한 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-mentioned problems, and removes the edge portion of the region to be removed in a region where the low dielectric material is formed by a laser beam, and then removes the low dielectric material remaining between the edge portions. Thereby, the technical problem exists in providing the laser processing apparatus and method using the beam division which can improve the processing efficiency of an object.
본 발명의 다른 기술적 과제는 저유전 물질이 형성된 웨이퍼 가공시 제거 대상 영역 저유전 물질의 에지 부분을 레이저 빔에 의해 1차적으로 제거함과 동시에, 에지 부분 사이에 잔존하는 저유전 물질을 레이저를 이용하여 제거함으로써, 대상물의 가공 효율과 속도를 개선할 수 있도록 하는 데 있다.According to another aspect of the present invention, an edge portion of a region to be removed in a region in which a low dielectric material is formed is primarily removed by a laser beam, and at the same time, a low dielectric material remaining between edge portions is removed using a laser. By removing, it is possible to improve the processing efficiency and speed of the object.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저 가공 장치는 레이저 빔을 방출하는 레이저 발생 수단; 상기 레이저 발생 수단에서 출사되는 레이저 빔을 2분할하되, 상기 2분할된 레이저 빔의 간격이 제거 대상 영역 저유전 물질의 두 에지 간의 간격이 되도록 분할하여 미러로 입사시키는 빔 분할 수단; 및 상기 미러로부터 반사되는 분할된 레이저 빔을 상기 대상물로 주사하는 광학계;를 포함한다.Laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem is a laser generating means for emitting a laser beam; Beam dividing means for dividing the laser beam emitted from the laser generating means into two parts, dividing the laser beam into a distance between two edges of the low dielectric material to be removed and entering the mirror; And an optical system scanning the split laser beam reflected from the mirror to the object.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 의한 레이저 가공 장치는 레이저 빔을 방출하는 제 1 레이저 발생 수단; 상기 레이저 발생 수단에서 출사되는 레이저 빔을 2분할하되, 상기 2분할된 레이저 빔의 간격이 제거 대상 영역 저유전 물질의 두 에지 간의 간격이 되도록 분할하여 미러로 입사시키는 빔 분할 수단; 상기 제 1 미러로부터 반사되는 분할된 레이저 빔을 대상물로 주사하는 광학계; 레이저 빔을 방출 하는 제 2 레이저 발생 수단; 및 상기 제 2 레이저 발생 수단에서 출사되는 레이저 빔을 상기 제 1 미러로 반사시켜, 상기 두 에지 사이의 저유전 물질로 조사되도록 하는 제 2 미러;를 포함한다.In addition, the laser processing apparatus according to another embodiment of the present invention includes a first laser generating means for emitting a laser beam; Beam dividing means for dividing the laser beam emitted from the laser generating means into two parts, dividing the laser beam into a distance between two edges of the low dielectric material to be removed and entering the mirror; An optical system for scanning the split laser beam reflected from the first mirror to an object; Second laser generating means for emitting a laser beam; And a second mirror reflecting the laser beam emitted from the second laser generating means to the first mirror to irradiate the low dielectric material between the two edges.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저 가공 방법은 제거 대상 영역 저유전 물질의 에지 부분의 위치 및 에지 간의 간격, 레이저 빔의 출력 전력을 포함하는 가공 파라미터를 설정하는 단계; 레이저를 방출하고 2분할하는 단계; 및 상기 2분할된 레이저 빔을 상기 제거 대상 영역 저유전 물질의 두 에지 부분으로 각각 조사하는 단계;를 포함한다.In addition, the laser processing method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of setting the processing parameters including the position and the distance between the edges of the edge portion of the region to be removed low dielectric material, the output power of the laser beam; Emitting and dividing the laser; And irradiating the two divided laser beams to two edge portions of the removal target region low dielectric material, respectively.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 의한 레이저 가공 방법은 제거 대상 영역 저유전 물질의 에지 부분의 위치 및 에지 간의 간격, 레이저 빔의 출력 전력을 포함하는 가공 파라미터를 설정하는 단계; 제 1 레이저를 방출하고 2분할하는 단계; 상기 2분할된 제 1 레이저 빔을 상기 제거 대상 영역 저유전 물질의 두 에지 부분으로 각각 조사하는 단계; 제 2 레이저를 방출하는 단계; 및 상기 방출된 제 2 레이저 빔을 상기 두 에지 사이에 조사하는 단계;를 포함한다.In addition, the laser processing method according to another embodiment of the present invention comprises the steps of setting the processing parameters including the position and the distance between the edge of the edge portion of the region to be removed low dielectric material, the output power of the laser beam; Emitting and dividing the first laser; Irradiating the two divided first laser beams to two edge portions of the region to be removed, the low dielectric material; Emitting a second laser; And irradiating the emitted second laser beam between the two edges.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저 가공 장치의 구성도이다.2 is a block diagram of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도시한 것과 같이, 본 발명에 의한 레이저 가공 장치는 전체적인 동작을 제어하기 위한 제어부(110), 지정된 구경의 레이저 빔을 출력하기 위한 레이저 발생 수단(120), 레이저 발생 수단(120)에서 출사되는 레이저 빔을 둘로 분할하기 위한 빔 분할 수단(130), 미러(10)를 구동하기 위한 미러 구동부(140), 제어 파라미터 및 제어 명령을 입력하기 위한 입력부(150), 작동 상태 등의 정보를 표시하기 위한 출력부(160), 데이터 저장을 위한 저장부(170), 빔 분할 수단(130)으로부터 출사되는 레이저 빔을 상부에 저유전 물질이 형성된 대상물(14) 표면으로 반사시키는 미러(10) 및 미러(10)에서 반사된 레이저 빔을 집광하거나 집광된 레이저 빔의 형태를 변환하여, 제거 대상 영역 저유전 물질의 에지 부분으로 분할된 레이저 빔을 조사하는 광학계(12)를 포함한다.As shown, the laser processing apparatus according to the present invention includes a
아울러, 상부에 저유전 물질이 형성된 대상물(14)은 스테이지(16)에 안착되고, 스테이지(16)는 이송수단(18)에 의해 지정된 방향으로 움직인다.In addition, the
여기에서, 미러(10)는 반사 미러 또는 폴리곤 미러로 구현할 수 있으며, 폴리곤 미러로 구현하는 경우 레이저 빔의 구경이 폴리곤 미러의 복수개의 반사면을 커버리지하도록 반사면의 수가 제어되어 제작되는 폴리곤 미러를 이용하는 것이 바람직하다. 한편, 폴리곤 미러를 이용한 레이저 가공 장치에 대해서는 본 출원인에 의해 2004년 3월 31일자로 대한민국에 출원된 바 있고(출원번호 : 10-2004-0022270), 반사면의 수가 제어되어 제작되는 폴리곤 미러를 이용한 레이저 가공 장치에 대해서는 본 출원인에 의해 2004년 8월 18일자로 대한민국에 출원된 바 있으며(출원번호 : 10-2004-0065066), 상세한 설명은 생략하기로 한다.Herein, the
또한, 광학계(12)는 집광렌즈, 또는 집광렌즈와 실린더리컬 렌즈로 구현할 수 있다. 광학계(12)가 실린더리컬 렌즈를 포함하는 경우 레이저 빔의 단면 형상이 타원 형태가 되고, 타원의 장축이 가공 방향과 일치하도록 제어하면 더욱 우수 한 가공 효율을 얻을 수 있다.In addition, the
이러한 레이저 가공 장치를 이용하여 대상물(14)을 가공하는 경우, 먼저 입력부(150)를 통해 제어 파라미터를 설정하는데, 이러한 설정 과정은 가공 대상물의 종류 및 가공 형태에 따라 기 설정된 메뉴로 등록하여 저장부(170)에 저장하여 두고 메뉴를 호출하여 용이하게 수행할 수 있다.When the
제어 파라미터 설정이 완료되면, 미러 구동부(140)에 의해 미러(10)의 위치를 조정하는데, 미러(10)가 폴리곤 미러인 경우 기 설정한 회전 속도에 따라 미러(10)를 정속 회전하게 된다. 그리고, 제어부(110)는 스테이지 이송수단(18)을 동작시켜 대상물(14)을 지정된 방향으로 이송하고, 레이저 발생 수단(120)을 제어하여 레이저가 출사되면 발생된 레이저 빔이 빔 분할 수단(130)에서 둘로 분할되어 미러(10)로 입사되게 된다.When the control parameter setting is completed, the
이후, 미러(10)에서 반사된 적어도 둘 이상의 레이저 빔은 광학계(12)를 통해 대상물(14) 표면에 형성된 저유전 물질의 제거 대상 영역의 두 에지 부분에 수직 조사된다. 이때, 광학계(12)를 통과한 빔은 둘로 분할된 빔이므로, 제거 대상 영역의 두 에지 부분을 동시에 가공할 수 있다.Thereafter, at least two laser beams reflected from the
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도 4는 본 발명의 레이저 가공 장치를 이용하여 저유전 물질을 제거한 결과를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining the result of removing the low dielectric material using the laser processing apparatus of the present invention.
도 4를 참조하면, 전체 소우 레인(B) 상의 저유전 물질 중 제거 대상 저유전 물질이 형성된 영역(C)의 두 에지(D1, D2)를 도 3에 도시한 레이저 가공 장치를 이용하여 제거하고, 나머지 저유전 물질(E)은 후속되는 기계적 가공 또는 레이저 가 공 방법에 의해 제거한다.Referring to FIG. 4, two edges D1 and D2 of the region C in which the low dielectric material to be removed is formed among the low dielectric materials on the entire soil lane B are removed using the laser processing apparatus shown in FIG. 3. The remaining low dielectric material (E) is then removed by subsequent mechanical or laser processing methods.
도시한 것과 같이, 제거 대상 영역 저유전 물질의 에지 부분(D1, D2)이 제거되어, 하부 기판이 노출된 것을 알 수 있다. 두 에지 부분(D1, D2) 사이에는 저유전 물질이 잔존하고 있으며, 이는 후속되는 기계적 가공 또는 레이저 가공 방법에 의해 제거될 수 있다.As shown, it can be seen that the edge portions D1 and D2 of the region to be removed low dielectric material are removed to expose the lower substrate. A low dielectric material remains between the two edge portions D1 and D2, which can be removed by subsequent mechanical or laser processing methods.
일단, 에지 부분의 저유전 물질이 둘로 분할된 레이저 빔에 의해 동시에 제거되기 때문에, 후속 공정에서 저유전 물질을 제거할 때 제거 대상 영역 이외의 저유전 물질이 떨어져 나가는 것을 방지할 수 있고, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 에지 부분이 정확하고 예리하게 가공되어, 제조 특성을 향상시킬 수 있다.First, since the low dielectric material of the edge portion is simultaneously removed by the divided laser beam, it is possible to prevent the low dielectric material other than the region to be removed from falling off when the low dielectric material is removed in a subsequent process, and FIG. 4. As can be seen, the edge portion can be machined accurately and sharply to improve manufacturing properties.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a laser processing method according to an embodiment of the present invention.
상부에 저유전 물질이 형성된 대상물을 가공하기 위해, 먼저 가공 대상물의 종류 및 가공 형태에 따라 가공 파라미터를 설정한다(S101). 예를 들어, 제거 대상 영역 저유전 물질의 에지 부분의 위치 및 에지 간의 간격, 레이저 빔의 출력 전력 등이 파라미터로 설정된다.In order to process the object having the low dielectric material formed thereon, first, processing parameters are set according to the type and processing form of the object to be processed (S101). For example, the position of the edge portion of the region to be removed and the gap between the edges, the output power of the laser beam, and the like are set as parameters.
이후, 레이저 발생 수단(120)으로부터 레이저를 방출하고(S103), 이어서 스테이지 이송수단(18)에 의해 스테이지를 움직여, 대상물(14)을 가공 방향과 반대 방향으로 이송시킨다(S105). 대상물 이송은 필수적인 과정은 아니며, 대상물을 가공 방향과 반대 방향으로 이송하는 경우 가공 속도를 향상시킬 수 있다.Thereafter, the laser is emitted from the laser generating means 120 (S103), and then the stage is moved by the stage transfer means 18 to transfer the
레이저 발생 수단(120)으로부터 방출된 레이저 빔은 빔 분할 수단(130)에서 둘로 분할되어, 미러(10) 및 광학계(12)를 통해 제거 대상 영역 저유전 물질의 두 에지로 입사되게 되며, 이에 따라 에지 부분이 제거되게 된다(S107).The laser beam emitted from the laser generating means 120 is split in two in the beam splitting means 130 and is incident through the
이와 같이 하여 제거 대상 영역 저유전 물질의 에지 부분이 제거되고 난 후에는 기계적 방법 또는 레이저 가공 방법을 이용하여 두 에지 사이에 잔존하는 저유전 물질을 제거한다(S109).In this way, after the edge portion of the region to be removed is removed, the low dielectric material remaining between the two edges is removed using a mechanical method or a laser processing method (S109).
본 실시예에서, 제거 대상 영역 저유전 물질의 에지 부분에 대한 가공과, 두 에지 사이에 잔존하는 저유전 물질의 가공은 독립적으로 수행되므로, 두 과정을 동시에 진행한다면 가공 속도를 더욱 향상시킬 수 있을 것으로 예상된다. 이에 대해서 도 6 및 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.In this embodiment, the processing of the edge portion of the region to be removed low dielectric material and the processing of the low dielectric material remaining between the two edges are performed independently, so if the two processes are performed simultaneously, the processing speed can be further improved. It is expected. This will be described with reference to FIGS. 6 and 7 as follows.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 레이저 가공 장치의 구성도이다.6 is a block diagram of a laser processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
본 실시예에 의한 레이저 가공 장치는 도 2에 도시한 레이저 가공 장치에 더하여, 제 2 레이저 발생 수단(122), 제 2 미러(124) 및 제 2 반사미러 구동부(142)를 더 포함한다.In addition to the laser processing apparatus shown in FIG. 2, the laser processing apparatus according to the present embodiment further includes a second laser generating means 122, a
제 1 레이저 발생 수단(120)으로부터 방출되는 제 1 레이저 빔은 빔 분할 수단(130)에 의해 둘로 나뉘어 지고, 제 1 미러(10) 및 광학계(12)를 통해 상부에 저유전 물질이 형성된 대상물(14)로 조사된다. 이때, 분할된 두 레이저 빔은 제거 대상 영역 저유전 물질의 두 에지 부분으로 조사되어, 두 에지 부분의 저유전 물질을 제거한다.The first laser beam emitted from the first laser generating means 120 is divided into two by the beam splitting means 130, and the object having the low dielectric material formed thereon through the
한편, 제 2 레이저 발생 수단(122)으로부터 방출되는 제 2 레이저 빔은 제 2 미러(124)에 의해 반사되어, 제 1 미러(10) 및 광학계(12)를 통해 저유전 물질이 형성된 대상물(14)로 조사된다. 이때, 제 2 레이저 빔은 제거 대상 영역 저유전 물질의 두 에지 사이로 조사되어, 분할된 제 1 레이저 빔에 의해 두 에지가 제거되고 난 후 에지 사이에 잔존하는 저유전 물질을 제거한다.On the other hand, the second laser beam emitted from the second laser generating means 122 is reflected by the
여기에서, 제 2 레이저 발생 수단(122)은 제 1 레이저 발생 수단(120)이 구동되고 난 후 지정된 시간이 경과한 후에 구동되는 것이 바람직하며, 제 2 레이저 발생 수단(122)으로부터 방출되는 레이저 빔의 스폿 사이즈는 제거 대상 영역의 폭에서 분할된 제 1 레이저 빔에 의해 제거되는 두 에지의 폭을 차감한 값으로 설정하는 것이 바람직하다.Here, the second laser generating means 122 is preferably driven after a predetermined time has elapsed after the first laser generating means 120 is driven, and the laser beam emitted from the second laser generating means 122. The spot size of is preferably set to a value obtained by subtracting the widths of the two edges removed by the divided first laser beam from the width of the region to be removed.
한편, 제 2 레이저 발생 수단(122)에서 방출되는 레이저는 UV ViS(Ultra Violet Visible), IR(Intra Red), CO2 레이저 중 어느 하나가 될 수 있다. 여기에서, UV ViS는 자외선 영역에서 가시광선 영역까지의 광을 의미하고, IR은 적외선을, CO2 레이저는 탄산 가스 레이저를 의미한다.On the other hand, the laser emitted from the second laser generating means 122 may be any one of UV ViS (Ultra Violet Visible), IR (Intra Red), CO 2 laser. Here, UV ViS means light from the ultraviolet region to the visible region, IR means infrared rays, CO 2 laser means a carbon dioxide laser.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a laser processing method according to another embodiment of the present invention.
상부에 저유전 물질이 형성된 대상물의 제거 대상 영역 에지와 에지 사이의 잔존물을 동시에 가공하기 위해, 먼저 가공 대상물의 종류 및 가공 형태에 따라 가공 파라미터를 설정한다(S201). 예를 들어, 제거 대상 영역 저유전 물질의 에지 부분의 위치 및 에지 간의 간격, 제 1 및 제 2 레이저 빔의 출력 전력 등이 파라미터로 설정된다.In order to simultaneously process the residue between the removal target region edge and the edge of the object having the low dielectric material formed thereon, first, the processing parameters are set according to the type and processing type of the processing target (S201). For example, the position of the edge portion of the region to be removed and the gap between the edges, the output power of the first and second laser beams, and the like are set as parameters.
이후, 제 1 레이저 발생 수단(120)으로부터 제 1 레이저를 방출하고(S203), 이어서 스테이지 이송수단(18)에 의해 스테이지를 움직여, 대상물(14)을 가공 방향 과 반대 방향으로 이송시킨다(S205). 대상물 이송은 필수적인 과정은 아니며, 대상물을 가공 방향과 반대 방향으로 이송하는 경우 가공 속도를 향상시킬 수 있다.Thereafter, the first laser is emitted from the first laser generating means 120 (S203), and then the stage is moved by the stage transfer means 18 to transfer the
제 1 레이저 발생 수단(120)으로부터 방출된 레이저 빔은 빔 분할 수단(130)에서 둘로 분할되어, 제 1 미러(10) 및 광학계(12)를 통해 제거 대상 영역 저유전 물질의 두 에지로 입사되게 되며, 이에 따라 에지 부분이 제거되게 된다(S207).The laser beam emitted from the first laser generating means 120 is split in two in the beam splitting means 130, and is incident to the two edges of the region to be removed of the low dielectric material through the
이후, 제 2 레이저 발생 수단(122)으로부터 제 2 레이저를 방출하며(S209), 제 2 레이저 빔은 제 2 미러(124), 제 1 미러(10) 및 광학계(12)를 통해 제거 대상 영역 저유전 물질의 두 에지 사이로 주사되어 두 에지 사이에 잔존하는 저유전 물질 제거하게 된다(S211).Thereafter, the second laser is emitted from the second laser generating means 122 (S209), and the second laser beam is stored through the
이와 같이, 제거 대상 영역 저유전 물질의 에지 부분을 제거함과 동시에 두 에지 사이에 잔존하는 저유전 물질을 제거함으로써, 200mm/s 이상의 고속 동작을 유지하면서 우수한 가공 특성으로 대상물을 가공할 수 있다.As described above, by removing the edge portion of the region to be removed and the low dielectric material remaining between the two edges, the object can be processed with excellent processing characteristics while maintaining a high speed operation of 200 mm / s or more.
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, 저유전 물질을 제거하는 데 있어서, 제거 대상 영역 저유전 물질의 에지 부분을 둘로 분할된 레이저 빔을 이용하여 제거한 다음, 에지 사이에 잔존하는 저유전 물질을 제거함으로써, 가공 품질을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, in removing the low dielectric material, the edge portion of the region to be removed is removed by using a laser beam divided into two parts, and then the low dielectric material remaining between the edges is removed, thereby improving processing quality. Can be improved.
아울러, 제거 대상 영역 저유전 물질의 에지 부분을 둘로 분할된 레이저 빔으로 제거함과 동시에, 에지 사이에 잔존하는 저유전 물질을 함께 제거하는 경우, 가공 속도를 향상시킬 수 있어, 가공 효율을 극대화할 수 있다.In addition, when the edge portion of the region to be removed is removed by a laser beam divided into two, and when the low dielectric material remaining between the edges is removed together, the processing speed can be improved, thereby maximizing the processing efficiency. have.
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