KR101037646B1 - Laser Processing Apparatus Having Beam Split Function - Google Patents

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Abstract

분할된 레이저 빔 간의 간격을 자동으로 제어할 수 있는 빔 분할 기능을 갖는 레이저 가공 장치를 제시한다.A laser processing apparatus having a beam splitting function capable of automatically controlling a distance between divided laser beams is provided.

본 발명에 의한 레이저 가공 장치는 전체적인 동작을 제어하기 위한 제어부,빔 간격 조절량을 포함하는 제어 파라미터 및 제어 명령을 입력하고, 작동 상태를 표시하기 위한 사용자 인터페이스, 데이터 저장을 위한 메모리, 제어부의 제어에 따라 지정된 구경의 레이저 빔을 출력하기 위한 레이저 발생부, 레이저 발생부로부터 출사되는 레이저 빔을 적어도 둘로 분할하는 빔 분할부, 빔 간격 조절량에 따라 기 빔 분할부를 구동하여 분할 빔의 간격을 조절하기 위한 간격 조절부 및 간격 조절부의 제어에 따라 빔 분할부에서 지정된 간격을 갖도록 분할된 복수의 레이저 빔을 각각 집속시켜 대상물로 조사하기 위한 광학계를 포함한다.The laser processing apparatus according to the present invention comprises a control unit for controlling the overall operation, a control parameter including a beam spacing adjustment amount and a control command, a user interface for displaying an operation state, a memory for storing data, and a control of the control unit. A laser generator for outputting a laser beam having a specified aperture, a beam splitter for dividing the laser beam emitted from the laser generator into at least two, and driving the beam splitter according to the beam spacing amount to adjust the spacing of the split beams And an optical system for focusing and irradiating a plurality of laser beams, each of which is divided so as to have a predetermined interval, under the control of the interval adjusting unit and the interval adjusting unit to the object.

레이저, 분할, 간격 Laser, segmentation, thickness

Description

빔 분할 기능을 갖는 레이저 가공 장치{Laser Processing Apparatus Having Beam Split Function}Laser Processing Apparatus Having Beam Split Function

본 발명은 레이저 가공 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 레이저 빔을 복수개로 분할하고, 분할된 레이저 빔 간의 간격을 자동으로 제어할 수 있는 빔 분할 기능을 갖는 레이저 가공 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a laser processing apparatus and method, and more particularly, to a laser processing apparatus having a beam splitting function capable of dividing a laser beam into a plurality and automatically controlling a distance between the divided laser beams.

일반적으로 웨이퍼, 금속, 플라스틱 등과 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 various materials such as wafers, metals, plastics, and the like requires processing procedures such as cutting and grooving, which are important because they have a great impact on quality and productivity in subsequent processes. Has meaning.

최근들어, 반도체 시장에서는 웨이퍼당 칩 생산량을 높이는 방법으로서 웨이퍼 상에 형성되는 칩들간의 간격을 줄여 웨이퍼당 칩 갯수를 늘리기도 한다. 이에 따라 산업체에서는 15㎛정도의 매우 좁은 웨이퍼 가공 선폭을 요구하고 있다. 이와 같이 좁은 선폭을 만족시키기 위해서는 가공 선폭 주위의 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 향상 시킬 수는 있지만 가공 시간을 보장 할 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.Recently, in the semiconductor market, as a method of increasing chip production per wafer, the number of chips per wafer is increased by reducing the gap between chips formed on the wafer. As a result, the industry demands a very narrow wafer processing line width of about 15 mu m. In order to satisfy such a narrow line width, 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 around the process line width. However, the current laser is used, the power is reduced as the frequency of the laser beam increases due to its characteristics can improve the processing quality, but there is a problem that can not guarantee the processing time. 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.

이러한 문제를 해결하기 위해 최근에는 레이저 빔을 분할하여, 빔의 강도는 분할하기 전의 강도와 동일하게 유지하면서 분할된 빔의 개수만큼 파워를 증가시켜 가공 효율을 향상시키는 방안이 연구되고 있다.In order to solve this problem, a method of improving the processing efficiency by dividing a laser beam and increasing power by the number of divided beams while maintaining the intensity of the beam equal to the intensity before dividing has been studied.

레이저 빔을 복수개로 분할한 후에는 분할된 빔을 가공 대상 영역에 각각 정확히 조사하여야 한다. 그렇지 않을 경우 원하지 않는 부위에 레이저 빔이 조사되어 제조 수율이 저하된다. 그러나 현재는 분할된 빔들 간의 간격을 제어하는 방안이 마련되어 있지 않아, 대상물을 좁은 선폭 및 고속으로 가공하기 어려운 문제가 있다.After dividing the laser beam into a plurality of pieces, the divided beams must be precisely irradiated to the area to be processed. Otherwise, the laser beam is irradiated on the undesired area, which reduces the production yield. However, at present, there is no method for controlling the spacing between the divided beams, there is a problem that it is difficult to process the object at a narrow line width and high speed.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 복수개로 분할된 레이저 빔 간의 간격을 자동 제어할 수 있는 레이저 가공 장치를 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 capable of automatically controlling a distance between a plurality of divided laser beams.

본 발명의 다른 기술적 과제는 복수개로 분할된 레이저 빔의 선폭을 자동 제어할 수 있는 레이저 가공 장치를 제공하는 데 있다.Another technical problem of the present invention is to provide a laser processing apparatus capable of automatically controlling the line width of a plurality of divided laser beams.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 빔 분할 기능을 갖는 레이저 가공 장치는 전체적인 동작을 제어하기 위한 제어부; 빔 간격 조절량을 포함하는 제어 파라미터 및 제어 명령을 입력하고, 작동 상태를 표시하기 위한 사용자 인터페이스; 데이터 저장을 위한 메모리; 상기 제어부의 제어에 따라 지정된 구경의 레이저 빔을 출력하기 위한 레이저 발생부; 상기 레이저 발생부로부터 출사되는 레이저 빔을 적어도 둘로 분할하는 빔 분할부; 상기 빔 간격 조절량에 따라 상기 빔 분할부를 구동하여 분할 빔의 간격을 조절하기 위한 간격 조절부; 및 상기 간격 조절부의 제어에 따라 상기 빔 분할부에서 지정된 간격을 갖도록 분할된 복수의 레이저 빔을 각각 집속시켜 대상물로 조사하기 위한 광학계;를 포함한다.Laser processing apparatus having a beam splitting function according to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem is a control unit for controlling the overall operation; A user interface for inputting a control parameter and control command including a beam spacing adjustment amount and displaying an operating state; A memory for storing data; A laser generator for outputting a laser beam having a specified aperture under the control of the controller; A beam splitter dividing the laser beam emitted from the laser generator into at least two; A spacing controller for controlling the spacing of the split beams by driving the beam splitter according to the beam spacing amount; And an optical system for focusing and irradiating a plurality of laser beams divided to have a predetermined spacing in the beam splitter under the control of the spacing adjuster to irradiate the object.

본 발명에 의하면, 분할 빔의 간격을 자동으로 조절할 수 있어 가공 대상 부위에 레이저 빔을 정확히 집속시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to automatically adjust the spacing of the split beams to accurately focus the laser beam on the processing target site.

이에 따라, 미세 가공이 필요한 대상물을 낮은 에너지를 갖는 레이저 빔으로 복수회 가공할 수 있어 좁은 선폭을 보장할 수 있고, 복수개로 분할된 레이저 빔이 동시에 대상물에 조사되기 때문에 높은 가공 속도를 보장할 수 있다.Accordingly, an object requiring fine processing can be processed multiple times with a laser beam having a low energy to ensure a narrow line width, and a high processing speed can be ensured because a plurality of divided laser beams are irradiated onto the object at the same time. have.

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 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 빔 분할 기능을 갖는 레이저 가공 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a laser processing apparatus having a beam splitting function 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 부(120), 레이저 발생부(120)로부터 출사되는 레이저 빔을 적어도 둘로 분할하는 빔 분할부(130), 빔 분할부(130)를 구동하여 분할 빔의 간격을 조절하기 위한 간격 조절부(140), 간격 조절부(140)의 제어에 따라 빔 분할부(130)에서 지정된 간격을 갖도록 분할된 복수의 레이저 빔을 집속시켜 대상물로 조사하기 위한 광학계(150), 제어 파라미터 및 제어 명령을 입력하고, 작동 상태 등의 정보를 표시하기 위한 사용자 인터페이스(160) 및 데이터 저장을 위한 메모리(170)를 포함한다.As shown, the laser processing apparatus according to the present invention includes a control unit 110 for controlling the overall operation, a laser generator 120 for outputting a laser beam of a specified aperture, and a laser emitted from the laser generator 120. The beam splitter 130 for dividing the beam into at least two, the beam splitter 140 for controlling the spacing of the split beams by driving the beam splitter 130, and the beam splitter 140 according to the control of the gap adjuster 140. An optical system 150 for focusing a plurality of laser beams divided to have a predetermined distance at 130 and inputting control parameters and control commands, and displaying user information such as an operation state and the like. And a memory 170 for data storage.

여기에서, 광학계(150)는 빔 분할부(130)에서 출사되는 복수의 레이저 빔을 각각 집광하여 대상물의 가공 대상 영역으로 수직 조사하기 위한 것으로, 레이저 빔의 조사 방향을 제어하기 위한 미러, 레이저 빔을 집속시키기 위한 집광 렌즈 등을 포함할 수 있다. 이러한 광학계(150)의 구성은 레이저 빔의 조사 방향, 요구되 는 집광 특성에 따라 가변적으로 구성할 수 있다.Here, the optical system 150 is for concentrating each of a plurality of laser beams emitted from the beam splitter 130 and irradiating them vertically to the processing target region of the object. The optical system 150 includes a mirror and a laser beam for controlling the irradiation direction of the laser beam. And a condenser lens for focusing the light. The configuration of the optical system 150 may be configured in accordance with the irradiation direction of the laser beam, the light condensing properties required.

아울러, 대상물은 스테이지에 안착되어 이송 수단에 의해 지정된 방향으로 움직인다.In addition, the object is seated on the stage and moves in the direction specified by the conveying means.

본 발명의 레이저 가공 장치는 빔 분할부(130)에서 빔을 적어도 둘로 분할하되, 분할된 빔 간의 간격을 자동으로 조절하기 위하여, 사용자 인터페이스(160)를 통해 빔간 간격을 조절하기 위한 제어 파라미터를 입력한다. 제어 파라미터는 가공 대상물의 종류 및 가공 형태에 따라 설정되며, 빔 간격 조절량, 가공 부위의 좌표, 레이저 빔의 출력 전력, 가공 시간, 스테이지 이송 속도 등을 포함할 수 있다.In the laser processing apparatus of the present invention, the beam splitter 130 divides the beam into at least two, and inputs a control parameter for adjusting the distance between beams through the user interface 160 to automatically adjust the distance between the divided beams. do. The control parameter is set according to the type and processing type of the object to be processed, and may include a beam spacing adjustment amount, coordinates of the processing site, an output power of the laser beam, a processing time, a stage feed speed, and the like.

레이저 가공 장치가 구동되면, 제어부(110)의 제어에 따라 미리 입력된 제어 파라미터를 참조하여 간격 조절부(140)가 빔 분할부(130)를 물리적으로 구동하여 빔 간의 간격을 제어한다.When the laser processing apparatus is driven, the spacing controller 140 physically drives the beam splitter 130 to control the spacing between beams with reference to a control parameter input in advance under the control of the controller 110.

도 2a 및 2b는 도 1에 도시한 빔 분할부의 상세 구성도 및 분할 빔의 단면도이다.2A and 2B are detailed configuration diagrams of the beam splitter shown in FIG. 1 and cross-sectional views of the split beams.

도 2a는 빔 분할부(130)의 상세 구성도로서, 대향하고 있는 한 쌍의 프리즘(1301, 1303)으로 이루어지는 것을 알 수 있다.2A is a detailed configuration diagram of the beam splitter 130, and it can be seen that the pair of prisms 1301 and 1303 face each other.

보다 구체적으로, 본 발명에 적용되는 빔 분할부(130)는 꼭지점을 중심으로 대향하고 있는 한 쌍의 삼각 프리즘(1301, 1303)으로 이루어져, 제 1 삼각 프리즘(1301)은 입사되는 레이저 빔을 둘로 분할하고, 제 2 삼각 프리즘(1303)은 제 1 삼각 프리즘(1301)에서 분할된 레이저 빔이 상호 평행하도록 빔의 방향을 변경한다.More specifically, the beam splitter 130 applied to the present invention includes a pair of triangular prisms 1301 and 1303 facing each other with respect to a vertex, and the first triangular prism 1301 has two incident laser beams. The second triangular prism 1303 splits the beam so that the laser beams split by the first triangular prism 1301 are parallel to each other.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 제 1 및 제 2 삼각 프리즘(1301, 1303)의 접힘(folding) 각도는 각각 120°로 할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the folding angles of the first and second triangular prisms 1301 and 1303 may be 120 °, respectively.

이러한 빔 분할부(130)에서, 제 2 삼각 프리즘(1303)의 광축(X)을 조정하는 것에 의해 분할된 두 레이저 빔 간의 간격을 변경할 수 있다.In the beam splitter 130, the distance between the two divided laser beams may be changed by adjusting the optical axis X of the second triangular prism 1303.

한편, 제 2 삼각 프리즘(1303)으로부터 출사되는 레이저 빔의 단면도는 도 2b에 도시한 것과 같이 반원 형상을 갖는다.On the other hand, the cross-sectional view of the laser beam emitted from the second triangular prism 1303 has a semi-circular shape as shown in Fig. 2B.

제 1 및 제 2 삼각 프리즘(1301, 1303)의 광축이 동일한 경우, 빔 분할부(130)에 의해 분할된 레이저 빔은 나란한 상태로 광학계(150)의 집광렌즈로 입사되어, 하나의 빔으로 집속된다. 이에 따라, 빔 분할의 효과를 얻을 수 없으므로 본 발명에서는 분할된 두 빔의 발산 각도를 변경시킴으로써, 분할 빔의 간격을 조절한다.When the optical axes of the first and second triangular prisms 1301 and 1303 are the same, the laser beam split by the beam splitter 130 is incident on the condensing lens of the optical system 150 in a side-by-side state and focuses as one beam. do. Accordingly, since the effect of beam splitting cannot be obtained, in the present invention, the distance between the split beams is adjusted by changing the divergence angle of the split two beams.

도 3 및 도 4는 프리즘의 회전 각도와 레이저 빔의 발산 각도 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.3 and 4 are diagrams for explaining the relationship between the rotation angle of the prism and the divergence angle of the laser beam.

도 3은 제 2 삼각 프리즘(1303A, 1303B)을 시계 방향으로 5°및 10°회전시킨 경우를 나타내고, 도 4는 제 2 삼각 프리즘(1303C, 1303D)을 반시계 방향으로 5°및 10°회전시킨 경우를 나타낸다.FIG. 3 shows a case where the second triangular prisms 1303A and 1303B are rotated by 5 ° and 10 ° in the clockwise direction, and FIG. 4 shows the case where the second triangular prisms 1303C and 1303D are rotated by 5 ° and 10 ° in the counterclockwise direction. The case where it was made is shown.

도 3 및 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 제 2 삼각 프리즘(1303)을 광축(X)에 따라 미세 조정함으로써, 분할된 두 레이저 빔의 간격을 변경할 수 있다.As can be seen in Figures 3 and 4, by fine-tuning the second triangular prism 1303 along the optical axis (X), it is possible to change the distance between the two divided laser beams.

그리고, 제 2 삼각 프리즘(1303)의 광축을 변경하기 위한 간격 조절부(140)는 모터 구동되는 회전 스테이지(Motorized rotation stage), 또는 모터 구동되는 고니어미터(Motorized goniometer)를 이용하여 구성할 수 있다.The interval adjusting unit 140 for changing the optical axis of the second triangular prism 1303 may be configured using a motorized rotation stage or a motorized goniometer. have.

레이저 가공 장치를 구동하기 전, 사용자 인터페이스(160)를 통해 원하는 프리즘의 회전 각도를 입력하면, 레이저 가공 장치가 구동됨에 따라, 제어부(110)의 제어에 의해 간격 조절부(140)가 구동되어 제 2 삼각 프리즘(1303)을 지정된 각도로 회전시키게 된다.If the desired rotation angle of the prism is input through the user interface 160 before the laser processing apparatus is driven, as the laser processing apparatus is driven, the gap adjusting unit 140 is driven by the control of the control unit 110. The two triangular prisms 1303 are rotated at a specified angle.

이에 따라, 빔 분할부(150)로부터 출사되는 분할 빔의 발산 각도가 변경되고, 결과적으로 집광렌즈에서 두 빔이 각각 집광되어 가공 대상 부위에 각각 조사될 수 있게 된다.Accordingly, the divergence angle of the split beam emitted from the beam splitter 150 is changed, and as a result, two beams are condensed on the condenser lens and irradiated to the processing target site.

이를 위하여, 빔 분할부(150)에서 분할되는 레이저 빔 간의 각도와, 광학계(160)로부터 집광되어 출사되는 레이저 빔 간의 거리는 특정 상관 관계를 갖도록 정의되어야 한다.To this end, the angle between the laser beam split in the beam splitter 150 and the distance between the laser beam focused and emitted from the optical system 160 should be defined to have a specific correlation.

도 5는 분할 빔의 발산 각도와 간격 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for describing a relationship between a divergence angle and a spacing of a split beam.

빔 분할부(130)에서 출사되는 두 레이저 빔이 θ의 각도를 갖고, 광학계(150)를 통과한 두 레이저 빔 간의 간격이 D이며, 광학계(150)가 일반적인 포커싱 렌즈인 경우, θ와 D는 다음의 관계를 갖는다.When the two laser beams emitted from the beam splitter 130 have an angle of θ, the distance between the two laser beams passing through the optical system 150 is D, and the optical system 150 is a general focusing lens, θ and D are Has the following relationship:

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112008051418045-pat00001
Figure 112008051418045-pat00001

여기에서, f1은 포커싱 렌즈의 초점 거리를 의미한다.Here, f1 means the focal length of the focusing lens.

만약, 광학계(150)가 f-세타 렌즈(f-theta lens) 또는 f-세타 텔레센트릭 렌 즈(f-theta telecentric lens)인 경우, θ와 D는 다음의 관계를 갖는다.If the optical system 150 is an f-theta lens or an f-theta telecentric lens, θ and D have the following relationship.

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112008051418045-pat00002
Figure 112008051418045-pat00002

여기에서, f2는 f-세타 렌즈 또는 f-세타 텔레센트릭 렌즈의 초점 거리를 의미한다.Here, f2 means the focal length of the f-theta lens or the f-theta telecentric lens.

[수학식 1] 및 [수학식 2]에서 정의된 분할 빔 간의 각도와 이격 거리 간의 관계를 기초로 하여, 프리즘의 회전 각도를 결정할 수 있다. 그리고, 이에 따라 간격 조절부(140)에서 프리즘을 회전시켜 분할된 레이저 빔이 원하는 간격만큼 이격되어, 대상물(200)에 조사되도록 한다.The rotation angle of the prism can be determined based on the relationship between the separation distance and the distance between the split beams defined in Equations 1 and 2 below. Then, by rotating the prism in the interval adjusting unit 140, the divided laser beam is spaced apart by a desired interval, so that the object 200 is irradiated.

이와 같이, 본 발명에서는 빔 분할부(130)로부터 출사되는 복수의 레이저 빔이 기 설정된 값에 따라 지정된 각도를 가지며, 이에 따라 가공 영역의 원하는 위치에 분할 빔을 정확히 조사할 수 있게 된다.As described above, in the present invention, the plurality of laser beams emitted from the beam splitter 130 have a predetermined angle according to a predetermined value, and thus the split beam can be accurately irradiated to a desired position of the processing area.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 빔 분할 기능을 갖는 레이저 가공 장치의 구성도이다.6 is a configuration diagram of a laser processing apparatus having a beam splitting function according to another embodiment of the present invention.

본 실시예에 의한 레이저 가공 장치는 도 1에 도시한 레이저 가공 장치에 더하여 선폭 조절부(180)를 더 포함한다. 선폭 조절부(180)는 빔 분할부(150)를 구성하는 한 쌍의 프리즘(도 2a의 1301, 1303) 간의 간격을 조절하여, 빔 분할부(150)로부터 출사되는 레이저 빔의 크기를 변경한다.The laser processing apparatus according to the present embodiment further includes a line width adjusting unit 180 in addition to the laser processing apparatus shown in FIG. 1. The line width adjusting unit 180 adjusts the distance between the pair of prisms (1301 and 1303 of FIG. 2A) constituting the beam splitter 150 to change the size of the laser beam emitted from the beam splitter 150. .

이를 위하여, 선폭 조절부(180)는 모터 구동되는 리니어 스테이지(Motorized Linear stage)로 구성할 수 있다.To this end, the line width adjusting unit 180 may be configured as a motorized linear stage.

대상물을 가공하기 전, 가공 영역에 요구되는 선폭에 따라 프리즘 간의 간격을 결정하여 제어 파라미터로 입력한다. 그리고, 레이저 가공 장치가 구동되면, 제어부(110)의 제어에 의해 선폭 조절부(180)가 빔 분할부(150)를 구성하는 프리즘(1301, 1303) 중 적어도 하나를 직선 이동시켜 프리즘 간의 간격을 변경하고, 결과적으로 분할된 레이저 빔의 크기가 변경된다.Before machining the object, the distance between the prisms is determined according to the line width required for the processing area and input as a control parameter. When the laser processing apparatus is driven, the line width adjusting unit 180 linearly moves at least one of the prisms 1301 and 1303 constituting the beam splitter 150 under the control of the controller 110 to reduce the distance between the prisms. And, as a result, the size of the split laser beam.

본 실시예에서는 간격 조절부(140)에 의해 분할된 레이저 빔의 간격을 조절하는 한편, 선폭 조절부(180)에 의해 분할된 레이저 빔 각각의 크기를 조절할 수 있다. 이에 따라 가공 대상 영역에 지정된 선폭의 분할된 레이저 빔을 정확히 조사할 수 있어 가공 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.In this embodiment, the distance between the laser beams divided by the spacing controller 140 may be adjusted, and the size of each of the laser beams divided by the line width controller 180 may be adjusted. Accordingly, it is possible to accurately irradiate the divided laser beam of the line width specified in the region to be processed, further improving the processing quality.

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 복수개로 분할하여 대상물을 가공할 때, 분할된 레이저 빔의 간격을 정확히 제어할 수 있어, 미세 선폭 가공이 요구되는 대상 물의 가공 효율을 개선할 수 있다.According to the present invention, when processing an object by dividing the laser beam into a plurality, it is possible to accurately control the interval of the divided laser beam, it is possible to improve the processing efficiency of the object requiring fine line width processing.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 빔 분할 기능을 갖는 레이저 가공 장치의 구성도,1 is a block diagram of a laser processing apparatus having a beam splitting function according to an embodiment of the present invention;

도 2a 및 2b는 도 1에 도시한 빔 분할부의 상세 구성도 및 분할 빔의 단면도,2A and 2B are detailed configuration diagrams of the beam splitter shown in FIG. 1 and cross-sectional views of the split beams;

도 3 및 도 4는 프리즘의 회전 각도와 레이저 빔의 발산 각도 간의 관계를 설명하기 위한 도면,3 and 4 are views for explaining the relationship between the rotation angle of the prism and the divergence angle of the laser beam,

도 5는 분할 빔의 발산 각도와 간격 간의 관계를 설명하기 위한 도면,5 is a view for explaining the relationship between the divergence angle and the spacing of the split beam;

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 빔 분할 기능을 갖는 레이저 가공 장치의 구성도이다.6 is a configuration diagram of a laser processing apparatus having a beam splitting function according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>Description of the Related Art [0002]

110 : 제어부 120 : 레이저 발생부110: control unit 120: laser generation unit

130 : 빔 분할부 140 : 간격 조절부130: beam splitter 140: spacing adjuster

150 : 광학계 160 : 사용자 인터페이스150: optical system 160: user interface

170 : 메모리 180 : 강도 조절부170: memory 180: intensity control

Claims (10)

빔 분할 기능을 갖는 레이저 가공 장치로서,A laser processing apparatus having a beam splitting function, 전체적인 동작을 제어하기 위한 제어부;A controller for controlling the overall operation; 빔 간격 조절량을 포함하는 제어 파라미터 및 제어 명령을 입력하고, 작동 상태를 표시하기 위한 사용자 인터페이스;A user interface for inputting a control parameter and control command including a beam spacing adjustment amount and displaying an operating state; 데이터 저장을 위한 메모리;A memory for storing data; 상기 제어부의 제어에 따라 지정된 구경의 레이저 빔을 출력하기 위한 레이저 발생부;A laser generator for outputting a laser beam having a specified aperture under the control of the controller; 상기 레이저 발생부로부터 출사되는 레이저 빔을 적어도 둘로 분할하는 빔 분할부;A beam splitter dividing the laser beam emitted from the laser generator into at least two; 상기 빔 간격 조절량에 따라 상기 빔 분할부를 구동하여 분할 빔의 간격을 조절하기 위한 간격 조절부;A spacing controller for controlling the spacing of the split beams by driving the beam splitter according to the beam spacing amount; 상기 간격 조절부의 제어에 따라 상기 빔 분할부에서 지정된 간격을 갖도록 분할된 복수의 레이저 빔을 각각 집속시켜 대상물로 조사하기 위한 광학계; 및An optical system for focusing and irradiating a plurality of laser beams divided to have a predetermined interval in the beam splitter under the control of the gap adjuster to an object; And 상기 빔 분할부에서 분할되는 레이저 빔의 크기를 조절하기 위한 선폭 조절부;를 포함하고,And a line width adjusting unit for adjusting the size of the laser beam split by the beam splitting unit. 상기 빔 분할부는, 꼭지점을 중심으로 대향하고 있는 제 1 및 제 2 삼각 프리즘을 포함하며,The beam splitter includes first and second triangular prisms facing each other about vertices, 상기 선폭 조절부는, 상기 제 1 또는 제 2 삼각 프리즘을 수평 이동시키기 위한 모터 구동되는 리니어 스테이지(Motorized Linear stage)인 빔 분할 기능을 갖는 레이저 가공 장치.The line width adjusting unit is a laser processing apparatus having a beam splitting function, which is a motor driven linear stage for horizontally moving the first or second triangular prism. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 빔 분할부는, 꼭지점을 중심으로 대향하고 있는 한 쌍의 삼각 프리즘인 것을 특징으로 하는 빔 분할 기능을 갖는 레이저 가공 장치.And said beam splitter is a pair of triangular prisms facing each other with respect to a vertex. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 빔 분할부는, 입사되는 레이저 빔을 둘로 분할하는 제 1 삼각 프리즘; 및The beam splitter may include: a first triangular prism dividing an incident laser beam into two; And 상기 제 1 삼각 프리즘에서 분할된 레이저 빔이 상호 평행하도록 빔의 방향을 변경하는 제 2 삼각 프리즘;A second triangular prism for changing a direction of the beam such that the laser beam split in the first triangular prism is parallel to each other; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 분할 기능을 갖는 레이저 가공 장치.Laser processing apparatus having a beam splitting function comprising a. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,The method according to claim 2 or 3, 상기 삼각 프리즘의 접힘 각도는 각각 120ㅀ인 것을 특징으로 하는 빔 분할 기능을 갖는 레이저 가공 장치.The folding angle of the said triangular prism is 120 degrees, respectively, The laser processing apparatus with a beam splitting function characterized by the above-mentioned. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 간격 조절부는, 모터 구동되는 회전 스테이지(Motorized rotation stage), 또는 모터 구동되는 고니어미터(Motorized goniometer)인 것을 특징으로 하는 빔 분할 기능을 갖는 레이저 가공 장치.The spacing adjuster is a motor-driven rotation stage (Motorized rotation stage), or a motor-driven goniometer (Motorized goniometer) characterized in that the laser processing apparatus having a beam splitting function. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 빔 분할부는, 꼭지점을 중심으로 대향하고 있는 제 1 및 제 2 삼각 프리즘을 포함하고,The beam splitter includes first and second triangular prisms facing opposite vertices, 상기 간격 조절부는, 상기 빔 간격 조절량에 따라 상기 제 1 또는 제 2 삼각 프리즘을 광축을 중심으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 빔 분할 기능을 갖는 레이저 가공 장치.And the spacing adjuster rotates the first or second triangular prism about an optical axis in accordance with the beam spacing adjustment amount. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 빔 분할부에서 출사되는 두 레이저 빔 간의 각도가 θ이고, 상기 광학계가 포커싱 렌즈인 경우, 상기 포커싱 렌즈의 초점 거리가 f1일 때, 상기 광학계로부터 출사되는 두 레이저 빔 간의 간격(D)은
Figure 112008051418045-pat00003
인 것을 특징으로 하는 빔 분할 기능을 갖는 레이저 가공 장치.
When the angle between the two laser beams emitted from the beam splitter is θ and the optical system is a focusing lens, when the focal length of the focusing lens is f1, the distance D between the two laser beams emitted from the optical system is
Figure 112008051418045-pat00003
The laser processing apparatus which has a beam splitting function characterized by the above-mentioned.
제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 빔 분할부에서 출사되는 두 레이저 빔 간의 각도가 θ이고, 상기 광학계가 f-세타 렌즈(f-theta lens) 또는 f-세타 텔레센트릭 렌즈(f-theta telecentric lens)인 경우, 상기 f-세타 렌즈 또는 f-세타 텔레센트릭 렌즈의 초점 거리가 f2일 때, 상기 광학계로부터 출사되는 두 레이저 빔 간의 간격(D)은
Figure 112008051418045-pat00004
인 것을 특징으로 하는 빔 분할 기능을 갖는 레이저 가공 장치.
When the angle between the two laser beams emitted from the beam splitter is θ, and the optical system is an f-theta lens or an f-theta telecentric lens, the f- When the focal length of theta lens or f-theta telecentric lens is f2, the distance D between the two laser beams emitted from the optical system is
Figure 112008051418045-pat00004
The laser processing apparatus which has a beam splitting function characterized by the above-mentioned.
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