KR101212460B1 - 플라즈마를 이용한 레이저 가공상태 모니터링 장치 및 방법 - Google Patents

플라즈마를 이용한 레이저 가공상태 모니터링 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

가공물을 가공하기 위한 펄스 레이저를 조사하도록 되어 있는 레이저 발생장치, 및 상기 가공물로부터 생성되는 플라즈마로부터 전파되는 광을 검출하는 광 검출 장치를 포함하는 레이저 가공상태 모니터링 장치가 공개된다. 이 장치는 상기 가공이 비선형 광학현상에 의해 이루어지도록, 상기 펄스 레이저에 의해 상기 가공물 내에 비선형 광학현상이 일어나도록 상기 펄스 레이저의 첨두 출력이 조정된다.

Description

플라즈마를 이용한 레이저 가공상태 모니터링 장치 및 방법{Apparatus and method for monitoring laser processing status using plasma}
본 발명은 레이저 가공상태 모니터링 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 레이저를 이용한 미세 가공시에 가공물로부터 생성되는 플라즈마를 이용한 광학 특성을 이용하여 레이저 가공상태를 모니터링하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
레이저를 이용하여 가공물을 가공하기 위해 가공물의 가공 상태를 모니터링하는 다양한 기술들이 개발되어 왔다. 이 중에는 레이저를 이용하여 가공한 가공물의 입체 상태에 관한 단층영상을 이용하여 가공물의 가공 상태를 모니터링하는 기술, CCD 카메라로 가공위치를 확인하고 가공물의 형상의 명암을 화소로 구분하여 만든 데이터 신호를 이용하여 가공 결함을 보정하는 데에 사용하는 기술, 금속의 가공 점에 레이저광을 조사하여 해당 가공 점을 용융시키는 가공을 할 때에 가공 점이 용융될 때에 가공 점의 표면으로부터 난반사되는 레이저광의 반사광을 검출함으로써 가공 상태를 모니터링하는 기술 등이 공개되어 있다.
상술한 종래기술들은 가공물을 직접 촬영하거나, 가공물로부터 반사되는 광을 검출함으로써 가공물의 가공 상태를 모니터링한다. 또한, 기존 기술에서는 가공 진행 상황을 모니터링하기 위해서 별도의 광학계를 설치하였지만, 이와 같이 광학계를 이용한 모니터링 기술은 설계가 어렵고, 또한 레이저 광의 스팟(spot) 사이즈가 매우 작기 때문에 효율적인 모니터링이 어렵다. 따라서, 가공물의 가공 상태를 효율적으로 모니터링할 수 있는 새로운 모니터링 기술이 요구된다.
본 발명에서는 레이저의 스팟 크기가 작은 레이저 가공에 있어서, 가공물로부터 생성되는 플라즈마를 이용하여 효율적으로 가공물의 레이저 가공 상태를 모니터링할 수 있는 기술을 제공하고자 한다. 본 발명의 범위가 상술한 과제에 의해 제한되는 것은 아니다.
본 발명은 투명재료, 웨이퍼 및 기판 등을 가공할 때에 사용될 수 있는 기술이다. 좀 더 상세히는, 레이저를 이용하여 가공물의 일부를 직접 플라즈마(Plasma)로 변환시켜 절단 및 가공하는 경우에, 가공물에서 생성되는 플라즈마로부터 방출되는 광을 분석하거나, 또는 이 플라즈마에 별도의 모니터링-광을 조사할 때 나타나는 광학 현상을 분석함으로써 가공물의 가공 상황을 모니터링하는 기술에 관한 것이다. 이를 위하여, 가공물로부터 생성되는 플라즈마가 존재할 것으로 예상되는 공간으로부터 나오는 빛을 관측하고, 필요한 경우에는 이 공간에 별도의 모니터링-광을 조사할 수 있다.
임계치 이상의 높은 첨두 출력을 갖는 극초단 펄스 레이저를 이용하여 가공물을 가공하면, 비선형 광학현상에 의해 가공물의 가공 부위가 플라즈마 상태로 변하여 가공물과 분리될 수 있다. 레이저 가공에 의해 가공물로부터 플라즈마가 생성될 때에, 원자 및 분자의 고유 에너지 레벨 사이에서 상태 천이(transition)가 일어나면서, 이때의 에너지 레벨 차이에 해당하는 파장의 빛을 방출하게 된다. 이와 같이 가공물이 가공되는 과정에서 플라즈마가 생성되는 경우에는, 본 발명과 같이 플라즈마로 인한 광학 현상을 모니터링 함으로써 가공 공정이 원활히 수행되고 있는지 여부를 알 수 있다. 모니터링 결과, 만약 플라즈마가 원활히 생성되지 않는 것으로 확인된 경우에는, 가공물의 가공부위가 플라즈마 상태로 변하지 않고, 그 대신 가공물의 재료가 열을 받아 녹아서 액체 혹은 기체 상태로 바뀌는 열 가공이 일어난다고 판단할 수 있다. 따라서, 이런 경우에는 플라즈마 가공이 일어나도록 가공 조건을 제어할 수 있다.
그런데 일부 가공물의 경우에는 가공 시 플라즈마에서 광 방출이 잘 일어나지 않을 수 있다. 또는, 생성된 플라즈마로부터 방출되는 광의 파장이 일반 카메라에 의해 잘 검출되지 않을 수 있으며, 또는 플라즈마로부터의 광 방출이 미약하여 광 방출이 일어나고 있는지 여부에 대해 판단하기 어려울 수 있다. 이러한 경우에는, 플라즈마가 존재할 것으로 예상되는 공간에 별도의 모니터링-광을 조사하고, 이때 발생되는 광학 현상을 검출하여 가공물의 가공 상태를 모니터링할 수 있다.
본 발명에서는, 별도의 광 조사 장치에 의해 조사되는 모니터링-광이 플라즈마에 의해 산란되는 현상을 이용하여 가공공정을 모니터링 할 수 있다. 즉, 모니터링-광의 일부가 플라즈마에 도달한 후, 원래의 진행 방향으로 직진하지 못하고 산란되는 현상을 이용할 수 있다. 이렇게 모니터링-광이 산란된 산란광의 양을 관측함으로써 플라즈마의 생성 정도를 알 수 있다. 플라즈마는 자외선 및 극자외선 영역의 파장의 빛을 방출할 수 있다. 따라서, 위와 같이 산란을 이용한 모니터링을 효과적으로 수행하기 위한 모니터링-광을 방출하는 광원으로서, 플라즈마를 구성하는 원자 또는 원자 클러스터의 크기와 비교하였을 때에 빛의 파장이 비슷하거나 짧은 파장의 빛을 방출하는 광원을 사용할 수 있다. 따라서 자외선을 방출하는, 제논, 카드뮴, X-선 램프 및 레이저 등의 전용 광원을 이용할 수 있다.
또는, 본 발명에서는 모니터링-광이 플라즈마의 에너지 상태를 여기시키는 현상을 이용하여 가공 상태를 모니터링할 수 있다. 모니터링-광이 플라즈마의 에너지 상태를 여기시키면, 플라즈마는 광을 방출할 수 있다. 이때, 모니터링-광의 파장과 플라즈마가 모니터링-광을 흡수한 뒤 재방출한 광의 파장은 서로 다를 수 있다. 이와 같이 방출되는 광을 카메라 등으로 모니터링함으로써 플라즈마의 생성 정도를 알 수 있다. 플라즈마의 에너지 상태를 여기시키기 위해 사용되는 모니터링-광의 광원은, 플라즈마에 의해 산란되는 모니터링-광의 광원과 다를 수 있다. 예를 들어, 플라즈마의 에너지 상태를 여기시키기 위해 사용되는 모니터링-광의 광원으로서 적외선까지의 넓은 대역을 가지는 제논, 카드뮴 광원과, 할로겐, 수은 램프 등도 사용될 수 있다.
위와 같이 가공물로부터 생성되는 플라즈마가 존재할 것으로 예상되는 공간으로부터의 광을 검출하기 위한 수단으로 CCD 카메라를 사용할 수 있다. 검출된 광의 파장 및 광 강도를 분석함으로써 각각, 생성된 플라즈마의 종류 및 양을 알아낼 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 레이저 가공상태 모니터링 방법이 제공된다. 이 방법은 펄스 레이저를 가공물에 조사하여 상기 가공물을 가공하는 단계, 및 상기 가공물로부터 생성되는 플라즈마로부터 전파되는 광을 검출하여 상기 가공물의 가공 상태를 모니터링하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 가공이 비선형 광학현상에 의해 이루어지도록, 상기 펄스 레이저의 펄스 폭 또는 첨두 출력이 상기 펄스 레이저에 의해 상기 가공물 내에 비선형 광학현상이 일어나도록 조정된다.
본 발명의 다른 양상에 따른 레이저 가공상태 모니터링 방법이 제공된다. 이 방법은, 레이저를 가공물에 조사하여 상기 가공물을 가공하는 단계, 상기 가공물로부터 생성되는 플라즈마에게 모니터링-광을 조사하는 단계, 및 상기 플라즈마로부터 전파되는 광을 검출하여 상기 가공물의 가공 상태를 모니터링하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따른 레이저 가공상태 모니터링 장치가 제공된다. 이 장치는 가공물을 가공하기 위한 펄스 레이저를 조사하도록 되어 있는 레이저 발생장치, 및 상기 가공물로부터 생성되는 플라즈마로부터 전파되는 광을 검출하는 광 검출 장치를 포함한다. 이때, 상기 가공이 비선형 광학현상에 의해 이루어지도록, 상기 펄스 레이저의 펄스 폭 또는 첨두 출력이 상기 펄스 레이저에 의해 상기 가공물 내에 비선형 광학현상이 일어나도록 조정된다.
본 발명의 또 다른 양상에 따른 레이저 가공상태 모니터링 장치가 제공된다. 이 장치는, 가공물을 가공하기 위한 레이저를 조사하도록 되어 있는 레이저 발생장치, 상기 가공물로부터 생성되는 플라즈마에게 모니터링-광을 조사하는 광 조사 장치, 및 상기 플라즈마로부터 전파되는 광을 검출하는 광 검출 장치를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따른 레이저 가공장치가 제공된다. 이 장치는 가공물을 가공하기 위한 펄스 레이저를 조사하도록 되어 있는 레이저 발생장치, 상기 가공물로부터 생성되는 플라즈마로부터 전파되는 광을 검출하는 광 검출 장치, 및 상기 검출된 광에 따라 상기 펄스 레이저의 조사를 제어하는 제어부를 포함한다. 이때, 상기 가공이 비선형 광학현상에 의해 이루어지도록, 상기 펄스 레이저에 의해 상기 가공물 내에 비선형 광학현상이 일어나도록 상기 펄스 레이저의 펄스 폭 또는 첨두 출력이 조정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따른 레이저 가공장치가 제공된다. 이 장치는, 가공물을 가공하기 위한 레이저를 조사하도록 되어 있는 레이저 발생장치, 상기 가공물로부터 생성되는 플라즈마에게 모니터링-광을 조사하는 광 조사 장치, 상기 플라즈마로부터 전파되는 광을 검출하는 광 검출 장치, 및 상기 검출된 광에 따라 상기 펄스 레이저의 조사를 제어하는 제어부를 포함한다.
상술한 본 발명의 각 양상에 따른 레이저 가공상태 모니터링 장치 및 방법은 그 사상에 반하지 않는 이상 다음과 같은 특징을 가질 수 있다.
상기 가공의 정밀도는 10um 이하일 수 있다.
상기 레이저는 펄스 폭이 10 ps 이하인 펄스 레이저일 수 있다.
상기 가공물은 비금속 재료를 포함할 수 있다.
상기 광은 상기 플라즈마로부터 방출되는 플라즈마 방출광을 포함할 수 있다.
상기 광은 상기 플라즈마가 상기 모니터링-광을 흡수한 후 재방출한 재방출광을 포함할 수 있다.
상기 광은 상기 플라즈마에 의해 산란된 산란광을 포함할 수 있다.
상기 모니터링-광은 상기 플라즈마로부터 방출되는 플라즈마 방출광과는 다른 파장을 가질 수 있다. 이때, 상기 모니터링-광은 자외선 영역의 파장을 가질 수 있다. 이때, 상기 모니터링-광은 제온 등 또는 카드뮴 등에 의해 제공될 수 있다.
본 발명에 따르면, 레이저의 스팟 크기가 작은 레이저 가공에 있어서, 가공물로부터 생성되는 플라즈마를 이용하여 효율적으로 가공물의 가공 상태를 모니터링할 수 있는 기술을 제공할 수 있다. 본 발명의 범위가 상술한 효과에 의해 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공상태 모니터링 장치를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 가공상태 모니터링 장치를 나타낸다.
본 명세서에는 본 발명의 실시예들을 제공하기 위한 참조번호가 제공된다. 이 참조번호는 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 도시되어 있으며, 발명의 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성요소는 동일한 참조번호를 갖는다. 발명의 상세한 설명에서 참조번호는 괄호 안에 표시된다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공장치 및 레이저 가공방법에 대하여 상세하게 설명한다. 이하의 구체적인 실시예는 본 발명에 따른 레이저 가공장치 및 레이저 가공방법을 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 아니한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공상태 모니터링 장치(1)를 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 레이저 가공상태 모니터링 장치(1)는 레이저 발생장치(100), 렌즈(101) 및 광 검출 장치(104)를 포함할 수 있다. 레이저 발생장치(100)는 렌즈(101)를 통해 가공물(102)에 레이저(107)를 조사함으로써 가공물(102)의 표면을 가공할 수 있다. 가공물(102)은 가공 스테이지(105)에 장착되어 있을 수 있다.
본 발명에서 사용되는 레이저(107)는 연속 발진 레이저 또는 펄스 레이저일 수 있다. 연속 발진 레이저 또는 펄스 레이저와 같은 레이저(107)의 출력이 높은 경우에는 가공물(102)의 가공부위를 플라즈마(106) 상태로 만들 수 있다.
광 검출 장치(104)는 플라즈마(106)로부터 방출되는 광(200)을 검출할 수 있도록 되어 있다. 광 검출 장치(104)로서 CCD 카메라 등 종래에 알려진 광학 검출 장치를 사용할 수 있다. 광 검출 장치(104)는 광(200)을 직접 검출할 수 있지만, 실시예에 따라 렌즈(108) 및/또는 미러(mirror)(103)를 통해 광(200)을 검출할 수 있다. 광 검출 장치(104)의 설치 위치에 따라 렌즈(108) 및/또는 미러(mirror)(103)가 생략될 수도 있다.
레이저(107)로서 펄스폭이 10 ps 이하인 극초단 펨토초 펄스 레이저를 사용하여 가공물(102)을 가공하는 경우에, 극초단 펄스의 높은 첨두 출력을 이용하여 가공물(102)을 플라즈마(106) 상태로 직접 변화시켜 제거하거나 물질의 상태를 변화시킬 수 있다. 또한 좁은 펄스 폭으로 인해, 주변 물질로 열이 전도되기 전에 모든 가공이 수행되므로, 가공 주변부에 영향을 주지 않는 깨끗하고, 정밀한 가공이 가능하다.
위와 같이 극초단 팸토초 펄스 레이저를 사용하는 경우에는, 기존 레이저 가공에서 요구되는 피가공물의 비결정적 결함전자(Defect Electron)에 의존하지 않고, 비선형 광흡수에 의해 가공이 시작 및 진행되기 때문에, 가공물의 종류에 의존하지 않는 결정적 공정(Deterministic)이 가능하여 가공의 제어가 매우 용이하게 된다. 구체적으로 살펴보면, 펨토초 펄스 레이저를 사용한 가공은 광학 브레이크 다운(Optical Breakdown)을 기반으로 한다. 이때 광 에너지가 물질에 전파되고, 이는 다수의 전자를 이온화 시키게 되는데, 그 결과, 에너지가 물질의 래티스(Lattice)로 전달되어, 물질의 상 변화 혹은 구조적 변화를 발생시킬 수 있다. 따라서 레이저 집속 구역에 집중된 굴절률의 변화 및 공동(void)을 생성하기도 한다. 극초단 펄스 앞 단의 수십 펨토 초에 해당하는 시간 동안 비선형 이온화를 통해 시드 전자(Seed Electron) 군이 충분히 생성되며 이를 통해 가공이 시작되고 진행될 수 있다. 따라서 가공 부위의 선택성과 공정의 반복성을 크게 높일 수 있으므로, 실제 응용 분야에 적용에 있어서 매우 유리하다. 또한, 10 fs 이상의 펄스 폭을 가질 경우, 비선형적으로 여기된 전자는 광자를 통한 선형적 흡수 메커니즘을 통해 충분한 에너지를 얻어 다른 속박 전자를 추가 여기시키는 아발란치(Avalanche) 이온화 과정을 발생시켜, 추가적인 가공속도의 향상을 얻을 수 있다.
극초단 펄스 레이저를 사용하는 경우에는 비선형 광흡수 현상에 의해 초점 부근의 부피에만 가공 및 변화를 집중시킬 수 있어서, 가공 정밀도를 높일 수 있으며 주변 영역에 응력변화를 최소화할 수 있다. 그리고, 비선형 광흡수 현상은 피가공 물질의 물성에 의존하지 않기 때문에 다양한 피가공물의 가공이 가능하며, 특히 서로 다른 다양한 물질들의 조합 및 층으로 구성된 가공물을 단일 레이저로 용이하게 가공할 수 있다는 장점을 갖는다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 가공상태 모니터링 장치(1)를 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 도 2에는 도 1에 의한 레이저 가공상태 모니터링 장치(1)에 광 조사 장치(105)가 더 포함된다. 또한, 광 조사 장치(105)의 설치 위치에 따라, 여기에 미러(109) 및 렌즈(108)가 더 포함될 수 있다.
일부 가공물(102)의 경우 가공 시 발생하는 플라즈마(106)에서 광(200) 방출이 잘 일어나지 않거나, 방출된 광(200)의 파장이 일반 카메라로 모니터링이 힘든 것일 수 있다. 또는 광(200) 방출이 미약할 수 있다. 특히, 레이저(107)를 이용하여 미세 구조를 형성하는 경우에는 발생하는 플라즈마(106)의 양이 매우 적을 수 있다. 이러한 경우에는, 발생한 플라즈마(106)가 산란체의 역할을 하게함으로써 가공공정을 모니터링 할 수 있다. 외부에서 발생된 모니터링-광(201)을 생성된 플라즈마(106)에 쪼여주게 되면, 모니터링-광(201)의 일부가 플라즈마(106)에 맞은 후, 원래의 진행 방향으로 직진하지 못하고 산란될 수 있다. 또는, 외부로부터의 모니터링-광(201)이 플라즈마(106)에 흡수된 후 재방출 될 수 있다.
이들을 카메라 등의 광 검출 장치(104)로 모니터링 하게 되면, 레이저 가공에 의해 발생되는 플라즈마(106)의 양을 검출할 수 있다.
예를 들어, 광 검출 장치(104)는 플라즈마(106)로부터 발생되는 광(200)을 관찰할 수 있다. 광 조사 장치(105)가 미러(103, 109)를 통해 플라즈마(106)에 모니터링-광(201)을 조사하면, 플라즈마(106)는 모니터링-광(201)을 산란시켜 산란광(200)을 발생시키거나, 모니터링-광(201)으로부터 에너지를 흡수하여 재방출광(200)을 발생할 수 있다. 이렇게 산란된 산란광이나 재방출된 재방출광(200)은 미러(103) 및/또는 렌즈(108)를 통해 광 검출 장치(104)에 의해 검출될 수 있다. 재방출광(200)의 파장은 광 조사 장치(105)에 의해 출력된 모니터링-광(201)의 파장과 서로 다를 수 있다.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서는, 도 2에 도시한 바와 달리, 광 검출 장치(104)가 광 조사 장치(105)로부터 생성되는 모니터링-광(201)을 직접 관찰할 수 있도록 설치될 수 있다. 이때 모니터링-광(201)은 플라즈마(106)가 존재할 것으로 예상되는 공간을 통해 관찰할 수 있다. 플라즈마(106)가 모니터링-광(201)의 진행경로에 존재하지 않는 경우에는 플라즈마(106)에 의한 산란작용 및/또는 광 흡수 및 재방출 작용이 일어나지 않기 때문에 모니터링-광(104)이 손실되지 않을 수 있다. 그러나, 모니터링-광(201)의 진행경로에 플라즈마(106)가 존재하는 경우에는 모니터링-광(104)이 플라즈마(106)의 산란작용 및/또는 광 흡수 및 재방출 작용이 일어날 수 있고, 이에 따라 모니터링-광(201)이 손실될 수 있다. 따라서, 플라즈마(106)의 유무에 따라 광 검출 장치(104)가 검출할 수 있는 모니터링-광(201)의 양이 달라질 수 있으며, 이 양을 이용하여 가공물(102)의 가공 상태를 확인할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저 가공장치가 제공될 수 있다. 이 레이저 가공장치는 상술한 실시예들의 레이저 가공상태 모니터링 장치(1)에 제어부가 더 포함된 것이다. 이 제어부는 가공물(102)로부터 생성되는 플라즈마(106)로부터 전파되는 광(200) 또는 광 조사 장치(105)로부터 발생되는 광(201)을 검출한 결과에 따라 레이저(107)의 발생조건 및/또는 조사량을 제어할 수 있도록 되어 있다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 미러(103, 109)는 광 검출 장치(104) 및/또는 광 조사 장치(105)의 설치 위치에 따라서 생략될 수도 있다는 것을 쉽게 이해할 수 있다. 또한, 렌즈(108) 역시 실시예에 따라 생략될 수 있다.
본 발명의 실시예들에서, 플라즈마(106)로부터 발생하는 광(200)은 플라즈마(106) 자체에서 발생하는 플라즈마 광, 플라즈마(106)에 의해 산란된 산란광, 플라즈마(106)가 모니터링-광(201)의 에너지를 흡수하여 재방출하는 재방출광을 포함할 수 있다.
본 발명은 재현성 있는 가공을 실현하기 위해 필요한 가공진행 모니터링 시스템을 효과적으로 구성할 수 있는 효과가 있다. 또한, 가공물 자체를 관찰하는 것인 아니라 가공물로부터 생성되는 플라즈마를 분석하기 때문에, 기존의 광학계 모니터링 시스템으로는 알기 힘들었던 가공 부산물에 대한 분석을 효율적으로 할 수 있는 효과가 있다.
발명의 상세한 설명은 본 발명의 실시예들을 설명하도록 의도된 것이며, 본 발명에 따라 구현될 수 있는 유일한 실시예를 나타내기 위한 것은 아니다. 본 발명의 상세한 설명은 본 발명의 용이한 이해를 위하여 특정용어를 사용하여 서술될 수 있다. 그러나 본 발명의 이러한 특정용어에 의해 제한되도록 의도한 것은 아니다. 따라서, 상술한 본 발명의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다.
상술한 실시예들은 각각 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것이다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 본 발명의 사상에 반하지 않는다면 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응되는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
당업자는 본 발명의 실시예에서 개시된 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다.
본 발명의 범위는 특허청구범위 합리적 해석을 고려하여 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명의 기술 분야에 속하는 기술자라면 본 발명의 실시예들 및 특허청구범위로부터 본 발명의 사상을 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
1: 레이저 가공상태 모니터링 장치
100: 레이저 발생장치 101, 108: 렌즈
102: 가공물 103, 109: 미러
104: 광 검출 장치 105: 광 조사 장치
106: 플라즈마 107: 레이저
200: 광 201: 모니터링-광

Claims (15)

  1. 펄스 레이저를 가공물에 조사하여 상기 가공물을 가공하는 단계;
    상기 가공물로부터 생성되는 플라즈마에게 모니터링-광을 조사하는 단계; 및
    상기 가공물로부터 생성되는 플라즈마로부터 전파되는 광을 검출하여 상기 가공물의 가공 상태를 모니터링하는 단계
    를 포함하며,
    상기 가공이 비선형 광학현상에 의해 이루어지도록, 상기 펄스 레이저의 첨두 출력이 조정되어 있고,
    상기 광은 상기 플라즈마가 상기 모니터링-광을 흡수한 후 재방출한 재방출광 또는 상기 플라즈마에 의해 산란된 산란광 중 적어도 하나를 포함하는,
    레이저 가공상태 모니터링 방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서, 상기 가공물은 비금속 재료를 포함하는, 레이저 가공상태 모니터링 방법.
  4. 레이저를 가공물에 조사하여 상기 가공물을 가공하는 단계;
    상기 가공물로부터 생성되는 플라즈마에게 모니터링-광을 조사하는 단계; 및
    상기 플라즈마로부터 전파되는 광을 검출하여 상기 가공물의 가공 상태를 모니터링하는 단계
    를 포함하며,
    상기 광은 상기 플라즈마가 상기 모니터링-광을 흡수한 후 재방출한 재방출광 또는 상기 플라즈마에 의해 산란된 산란광 중 적어도 하나를 포함하는,
    레이저 가공상태 모니터링 방법.
  5. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제4항에 있어서, 상기 가공의 정밀도는 10um 이하인, 레이저 가공상태 모니터링 방법.
  6. 삭제
  7. 가공물을 가공하기 위한 펄스 레이저를 조사하도록 되어 있는 레이저 발생장치;
    상기 가공물로부터 발생되는 플라즈마로부터 전파되는 광을 검출하는 광 검출 장치; 및
    상기 플라즈마에 모니터링-광을 조사하도록 되어 있는 광 조사 장치;
    를 포함하며,
    상기 가공이 비선형 광학현상에 의해 이루어지도록, 상기 펄스 레이저의 첨두 출력이 조정되어 있고,
    상기 광은 상기 플라즈마가 상기 모니터링-광을 흡수한 후 재방출한 재방출광 또는 상기 플라즈마에 의해 산란된 산란광 중 적어도 하나를 포함하는,
    레이저 가공상태 모니터링 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 펄스 레이저의 펄스 폭이 10 ps 이하인, 레이저 가공상태 모니터링 장치.
  9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제7항에 있어서, 상기 가공물은 비금속 재료를 포함하는, 레이저 가공상태 모니터링 장치.
  10. 삭제
  11. 가공물을 가공하기 위한 레이저를 조사하도록 되어 있는 레이저 발생장치;
    상기 가공물로부터 생성되는 플라즈마에게 모니터링-광을 조사하는 광 조사 장치; 및
    상기 플라즈마로부터 전파되는 광을 검출하는 광 검출 장치
    를 포함하며,
    상기 광은 상기 플라즈마가 상기 모니터링-광을 흡수한 후 재방출한 재방출광 또는 상기 플라즈마에 의해 산란된 산란광 중 적어도 하나를 포함하는,
    레이저 가공상태 모니터링 장치.
  12. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제11항에 있어서, 상기 가공의 정밀도는 10um 이하인, 레이저 가공상태 모니터링 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 가공물을 가공하기 위한 펄스 레이저를 조사하도록 되어 있는 레이저 발생장치;
    상기 가공물로부터 생성되는 플라즈마로부터 전파되는 광을 검출하는 광 검출 장치;
    상기 검출된 광에 따라 상기 펄스 레이저의 조사를 제어하는 제어부; 및
    상기 플라즈마에 모니터링-광을 조사하도록 되어 있는 광 조사 장치;
    를 포함하며,
    상기 가공이 비선형 광학현상에 의해 이루어지도록, 상기 펄스 레이저의 첨두 출력이 조정되어 있으며,
    상기 광은 상기 플라즈마가 상기 모니터링-광을 흡수한 후 재방출한 재방출광 또는 상기 플라즈마에 의해 산란된 산란광 중 적어도 하나를 포함하는,
    레이저 가공장치.
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