KR101540137B1 - 다중 빔 천공 시스템 - Google Patents

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오르보테크 엘티디.
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Abstract

동시에 변경되는 기판(44)에서 홀들을 레이저 천공하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 출력 빔의 펄스가 총 에너지를 가지는 단일 출력 빔을 생성하기 위해 레이저(22)를 작동하는 단계; 상기 단일 출력 빔을 시간 경과 중 복수의 빔(41)으로 분할하는 단계; 및 상기 기판에 복수의 홀 천공 위치(209, 210, 212, 214, 216, 218, 220, 222)에 상기 복수 빔을 조사하는 단계를 포함하며, 상기 복수 빔을 조사하는 단계는
총 에너지의 제 1 비율로 형성된 펄스 에너지를 가지는 상기 복수의 빔들에 대응하는 빔들을 이용하여 다중 홀들의 제 1 부분들을 동시에 천공하는 단계; 및 제 2 비율은 상기 제 1 비율와 상이하며, 상기 천공 단계 이후에 상기 총 에너지의 제 2 비율 이상으로 형성된 펄스 에너지를 각각 가지는 하나 이상의 상기 복수의 빔들을 이용하여 상기 다중 홀들 중 하나 이상에 대해 하나 이상의 제 2 부분을 천공하는 단계를 포함한다.

Description

다중 빔 천공 시스템{MULTIPLE BEAM DRILLING SYSTEM}
2008년 1월 10일 출원되었으며 발명의 명칭이 Multiple Laser Beam Positioning and Energy Delivery System인 미국 특허 가출원 공보 No. 61/020,273이 참조되며, 이 출원은 본 명세서에서 참고자료로 통합되며 37 CFR 1.78(a) (4) and (5)(i)에 의해 본 명세서에서 우선권 주장의 기초가 된다.
본 발명은 동일 날짜로 출원되며 발명의 명칭이 "Multiple Mirror Calibration System"출원된 PCT 특허 출원에 관련되며, 본 발명의 양수인에게 양도된 이 출원은 또한 본 명세서에서 참고자료로써 통합된다.
본 발명은 일반적인 천공 장치에 관한 것이며 특히 레이저 빔을 이용한 다중 홀을 천공하는 것에 관한 것이다.
오랜 시간 동안 레이저 빔이 물체의 천공, 융합(fusion) 또는 제거(ablation)와 같은 목적을 위해 기판과 같은 물체에 작동하는 제작 시스템(fabrication system)에서 이용되어왔다. 제작 시간을 감소하기 위해서, 제작 시스템은 다중 레이저 빔을 이용할 수 있다. 그러나, 천공을 위한 다중 빔을 이용한 공지된 시스템의 작동에 대한 적응성(flexibility)을 향상시킬 필요가 있다.
본 발명은 동시에 변경(varying simultaneity)되는 기판에서 홀들을 레이저 천공하기 위한 향상된 시스템 및 방법을 제공한다. 이로써, 본 발명의 선호되는 일 실시예에 따라 동시에 변경되는 기판에서 홀들을 레이저 천공하기 위한 방법이 제공되며, 이 방법은 출력 빔의 펄스가 총 에너지를 가지는 단일 출력 빔을 생성하기 위해 레이저를 작동하는 단계, 상기 단일 출력 빔을 시간 경과 중 복수의 빔으로 분할하는 단계 및 상기 기판에 복수의 홀 천공 위치에 상기 복수 빔을 조사하는 단계를 포함하며, 상기 복수 빔을 조사하는 단계는 총 에너지의 제 1 비율(fraction)로 형성된 펄스 에너지를 가지는 상기 복수의 빔들에 대응하는 빔들을 이용하여 다중 홀들의 제 1 부분들을 동시에 천공하는 단계 및 제 2 비율은 상기 제 1 비율과 상이하며, 상기 천공 단계 이후에 상기 총 에너지의 최소한 제 2 비율로 형성된 펄스 에너지를 각각 가지는 하나 이상의 상기 복수의 빔들을 이용하여 상기 다중 홀들 중 하나 이상에 대해 하나 이상의 제 2 부분을 천공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 선호되는 일 실시예에 따라, 제 1 비율은 다중 홀들의 수에 대한 함수(function)로 형성된다.
본 발명의 선호되는 일 실시예에 따라, 제 2 비율은 천공될 하나 이상의 제 2 부분을 가지는 다중 홀들의 수에 대한 함수로 형성된다.
또한, 본 발명의 선호되는 일 실시예에 따라, 동시에 변경되는 기판에서 홀들을 레이저 천공하기 위한 방법이 제공되며, 이 방법은 총 전력을 가지는 단일 출력 빔을 생성하기 위해 레이저를 작동하는 단계, 상기 단일 출력 빔을 시간 경과중 복수의 빔으로 분할하는 단계 및 상기 기판에 복수의 홀 천공 위치에 상기 복수 빔을 조사하는 단계를 포함하며, 상기 복수 빔을 조사하는 단계는 상기 총 전력의 제 1 비율로 형성된 빔 전력을 가지는 상기 복수의 빔들에 대응하는 빔들을 이용하여 다중 홀들의 제 1 부분들을 동시에 천공하는 단계 및 제 2 비율은 상기 제 1 비율와 상이하며, 상기 천공 단계 이후에 상기 총 전력의 제 2 비율 이상으로 형성된 빔 전력을 각각 가지는 하나 이상의 상기 복수의 빔들을 이용하여 상기 다중 홀들 중 하나 이상에 대해 하나 이상의 제 2 부분을 천공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 선호되는 일 실시예에 따라, 제 1 비율은 다중 홀들의 수에 대한 함수로 형성된다.
본 발명의 선호되는 일 실시예에 따라, 제 2 비율은 천공될 하나 이상의 제 2 부분을 가지는 다중 홀들의 수에 대한 함수로 형성된다.
선호적으로, 단일 출력 빔은 펄스 반복율로 생성된 단일 빔 펄스 에너지를 가지는 펄스들로 형성되며, 다중 홀들의 제 1 부분을 천공하는 상기 복수의 빔들 중 일부는 상기 단일 빔 펄스 에너지의 상기 제 1 비율로 형성된 상기 펄스 에너지 및 펄스 반복율을 가지는 펄스들로 형성된다. 추가적으로, 다중 홀들 중 하나 이상에 대한 하나 이상의 제 2 부분을 천공하는 상기 복수의 빔들 중 하나 이상은 상기 단일 빔 펄스 에너지의 상기 하나 이상의 제 2 비율로 형성된 펄스 에너지 및 펄스 반복율을 가지는 펄스로 형성된다. 선택적으로, 다중 홀들 중 하나 이상에 대한 하나 이상의 제 2 부분을 천공하는 상기 복수의 빔들 중 하나 이상은 상기 단일 빔 펄스 에너지의 함수로 형성된 약수인 펄스 반복율 및 펄스 에너지를 가지는 펄스로 형성되며, 상기 약수 및 상기 함수는 상기 제 2 비율에 따라 선택된다.
본 발명에 따른 선호되는 일 실시예에 따라, 단일 출력 빔은 펄스 반복율로 생성된 단일 빔 펄스 에너지를 가지는 펄스들로 형성되며, 다중 홀들의 제 1 부분을 천공하는 상기 복수의 빔들 중 일부는 상기 단일 빔 펄스 에너지의 제 1 함수로 형성된 상기 펄스 에너지 및 제 1 비율에 따라 선택된 제 1 약수인 상기 펄스 반복율을 가지는 펄스들로 형성된다. 추가적으로, 다중 홀들 중 하나 이상에 대한 하나 이상의 제 2 부분을 천공하는 상기 복수의 빔들 중 하나 이상은 상기 단일 빔 펄스 에너지의 제 2 함수로 형성된 제 2 약수인 상기 펄스 반복율 및 펄스 에너지를 가지는 펄스로 형성되며, 상기 제 2 약수 및 상기 제 2 함수는 상기 제 2 비율에 따라 선택된다.
본 발명은 도면의 간단한 설명, 도면과 함께 첨부된 후술할 본 발명에 대한 실시예의 상세한 설명에서 더 완전히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 천공 장치의 단순화된 개략적 도면이다.
도 2A, 2B 및 2C는 본 발명의 일 실시예에 따른, 음향광학 편향기(acousto-optic deflector)에 대한 작동의 여러 다른 모드를 나타내는 단순화된 개략적 도면들이다.
도 3A 내지 3I는 본 발명의 일 실시예에 따라, 제 1 기판을 천공하는 연속적인 시간으로 여러 다른 단계를 단순화하여 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4A 내지 4I는 본 발명의 일 실시예에 따라, 제 2 기판을 천공하는 연속적인 시간으로 여러 다른 단계를 단순화하여 개략적으로 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따라, 기판을 천공하도록 처리 유닛에 의해 실행된 단계들을 나타낸 단순화된 플로우 차트이다.
이제부터 본 발명의 일 실시예에 따라, 다중 천공 장치(multiple drilling apparatus, 20)에 대한 개략적 도면이 도 1로써 참조된다. 다중 천공 장치(20)는 이 장치의 관리자(human controller)에 의해 일반적으로 작동되는 처리 유닛(processing unit, 36)의 전면적 제어를 받는다.
일반적으로 처리 유닛(36)은 범용 컴퓨터 연산 처리 장치(computer processor)를 구비하며, 이 연산 처리 장치는 본 명세서에 설명된 기능들을 실행하기 위해 소프트웨어로 프로그램된다. 예를 들면, 소프트웨어는 네트워크를 거쳐 전자 형태로 연산 처리 장치로 다운로드될 수 있다. 선택적으로 또는 추가적으로, 소프트웨어는 광학적, 자기적 또는 전자식 저장 매체와 같은 유형 매체에 제공될 수 있다. 또한 선택적으로, 연산 처리 장치가 가지는 함수의 일부 이상이 전용되거나 프로그램화가능한 하드웨어에 의해 실행될 수 있다.
다중 천공 장치(20)는 선택적으로 방향설정가능한 일련의 거울(mirror, 38)을 구비하며, 방향설정가능한 거울의 각각에 대한 방향설정이 처리 유닛(36)에 의해 생성된 명령어(command) 또는 지시(instruction)에 의해 개별적으로 제어된다. 또한 방향설정 할 수 있는 거울은 방향설정가능한 거울이라고 본 명세서에서 정의되며, 거울상에 투사된 빔을 위해 조정 거울(steering mirror)들로써 작동한다. 다중 천공 장치(20)는 레이저 천공 설비로써 이용될 수 있으며, 방향설정 가능한 다중 거울들이 기판(44)에서 다중 홀을 천공하도록 개별 레이저 서브-빔들을 보내며, 이 기판은 단층 또는 다층 기판일 수 있으며, 이 기판은 다중 천공 장치의 제조 단계에서 이동가능한 테이블(42) 상에 설치된다. 천공에 추가하여, 제조 단계에서 천공 설비가 가령 재료의 제거(ablation) 및/또는 기계가공과 같은 천공과 유사한 작동을 위해 이용될 수 있다고 이해될 수 있을 것이다. 하기 설명에서, 여러 다른 기판(44)들이 동일한 번호(44)에 여러 다른 문자를 추가함으로써 필요에 의해 구별된다. 테이블(42)은 서로에 대해 직각인 x, y 및 z 방향으로 처리 유닛(36)으로부터 수신된 명령에 따라 이동가능하다.
다중 천공 장치(20)는 레이저(22)를 구비하며, 이 레이저는 일반적으로 자외선 파장(ultraviolet wavelength)에서 펄스의 단일 빔(24)을 발생시키는 고상 레이저(solid-state laser)이다. 빔의 총 에너지를 포함한 빔의 변수(parameter)는 처리 유닛(36)으로부터 수신된 지시에 따라 설정된다. 후술할 설명에서, 예를 들어, 빔이 Ｐ＝Ｅｔ·Ｆ[Ｗ] 의 평균 전력을 가지도록, 레이저(22)가 개별 펄스는 총 에너지 Ｅt[Ｊ]을 가지는 고정 반복률 Ｆ[㎐]에서 단일 빔(24)의 펄스들을 생성시킨다고 가정된다. 본 발명의 일 실시예에서, 빔의 펄스는 약 30[㎱]의 폭을 가진다. 빔의 평균 전력이 Ｐ
Figure 112015024313216-pct00001
10[Ｗ]가 되도록, 펄스들이 고정 반복률 Ｆ
Figure 112015024313216-pct00002
100[㎑]에서 생성되고, 개별 펄스는 총 에너지 Ｅｔ
Figure 112015024313216-pct00003
100[μＪ]을 가진다. 일반적으로, 대략 레이저 펄스들의 총 에너지는 제조 단계에서 이용된다.
빔(24)은 실린더형 렌즈(26)들을 통과하고, 이로 인해 빔이 음향광학 편향기(AOD)(28)로 전송된 실질적으로 시준된(collimated) 빔으로 초점에 맞춰진다. AOD(28)는 처리 유닛(36)으로부터 입력을 구동시키는 무선 주파수(radio-frequency)(RP)를 수신하며, RF 입력에 의해 시준된 투사 레이저 빔이 하나 이상의 서브-빔(sub-beam)으로 회절되게 한다. 일반적으로 서브-빔(29)은 2차원 평면에서 형성되게 생성된다. 처리 유닛(36)은 AOD(28) 내로 RF 입력의 변수를 변화시킴으로써 서브-빔의 수 및 서브-빔들 사이 에너지의 분배를 선택할 수 있다. 본 발명의 실시예들에서 이용될 수 있는 AOD는 프랑스, Saint-Remy-Les -Chevreuse의 AA Optoelectronic에 의해 제조된 부품 MQl 80- A0,2-UV이다.
하나 이상의 서브-빔(29)을 생성하기 위해서, 처리 유닛(36)은 다수의 여러 다른 모드에서 AOD(28)를 작동할 수 있고, 여러 다른 모드들이 여러 다른 특성을 가지도록 서브-빔을 형성한다. 생성된 서브-빔(29)의 여러 다른 모드의 작동 및 여러 다른 허용 특성이 첨부된 도 2A, 2B 및 2C와 관련하여 더욱 상세히 설명된다. 서브-빔(29)들은 일련의 제 1 거울(32)로 릴레이 렌즈(relay lens, 30)에 의해 전송된다.
거울(32)이 일련의 제 2 거울(34)로, 3차원인 일련의 서브-빔(41)들로써, 서브-빔들의 개별 투사 빔들을 반사하도록 방향설정된다. 명확성을 위해, 도 1에서 삼차원인 일련의 서브-빔들 중 하나에 대한 경로(path, 39)만이 도시된다. 후술될 설명에서, 개별적인 일련의 서브 빔(41)이, 필요에 따라, 문자 접미사에 의해 구별된다. 이로써, 도 1에 도시된 바와 같이, 20개 거울(34) 및 20개 거울(38)들이 있다면, 일련의 서브 빔(41)은 20개의 서브-빔(41A, 41B, ..., 41T)들로 형성된다. 적합하게, 후술될 설명에서, 또한 대응되는 문자가 식별을 요하는 요소에 부가된다. 예를 들면, 서브-빔(41B)은 최초에 서브-빔(29B)으로부터 생성된다. 그 이후에 서브-빔(41B)이 거울(32B 및 34B)들에 의해 차례로 반사되며 최종적으로 방향설정가능한 거울(38B)에 의해 반사된다. 일반적으로 거울(32 및 34)들은 정 위치에서 그리고 정 방향으로 고정되며, 그리고 일반적으로 거울(34)들로부터 반사된 3차원인 일련의 서브-빔들이 서로에 대해 평행하도록 거울들이 형성된다.
거울(34)에서 반사된 3차원인 일련의 서브-빔들은 방향설정가능한 거울(38)들로 전송된다. 도 1에서 명확화를 위해 개략적으로 도시된 바와 같이, 렌즈(35)에 의해 거울(32), 거울(34) 및 거울(38) 사이에서, 빔 조절(beam conditioning) 및 광학 릴레이(relay optics)가 형성된다. 거울(38)에 의해 반사된 서브-빔들이 시준되며 좁아지게 되는 것이 빔 조절 및 광학 전달에 의해 보장된다. 요구된 바와 같이, 광학 릴레이는 여러 다른 직경을 가지는 서브-빔들을 생성하도록 처리 유닛(36)에 의해 제어된다. 후술할 설명에서, 또한 일련의 서브-빔(41)을 생성하는 다중 천공 장치(20)의 요소들, 예를 들면 요소(22, 26, 28, 30, 32, 34 및 35)들이, 서브-빔 생성 시스템(sub-beam generating system, 33)으로서 본 명세서에서 정의될 수 있다.
일련의 거울(38) 각각이 일련의 마운트들 내부에, 본 명세서에서 조절가능한 마운트(mount, 43)로 정의된, 각각의 조정 조립체에 결합한다. 일련의 마운트(43) 각각은 개별적으로 처리 유닛(36)에 의해 제어되며, 처리 유닛은 특정 마운트의 방향을 설정할 수 있고, 이로 인해 마운트의 특성에 따라 제한 범위 내에서 마운트에 결합된 거울의 방향설정이 설정될 수 있다. 거울로부터 반사된 서브-빔들이 이동 가능한 테이블(42)의 표면과 대략 직교하도록, 마운트들 및 마운트들에 결합된 거울들이 형성된다. 일반적으로, 마운트(43)들은 갈바노메트릭 요소(galvanometric element)들을 이용하며, 이 요소들에 두 개의 축으로 거울을 조절하도록 거울(38)들이 부착된다.
도 2A, 2B 및 2C는 본 발명의 일 실시예에 따른, 세 개의 여러 다른 AOD(28)의 작동 모드를 나타내는 개략적 도면들이다. 처음 두 개의 모드들이 가령, AA Optoelectronic사에 의해 제조된 상기 예시된 AOD와 같은 AOD에 의해 실행될 수 있다. 모든 모드들에서, 레이저 빔의 유입, AOD에서 음향 웨이브(acoustic wave)가 이동하는 방향 및 웨이브에 의해 생성된 하나 이상의 서브-빔들은 단일 평면에서 형성된다.
도 2A에서 도시된 바와 같이, 제 1 모드에서, 처리 유닛(36)은 진폭(A1) 및 주파수(F1)를 가지는 RF 신호를 생성한다. RF 신호는 음향 웨이브를 형성하며, 이 음향 웨이브에 의해 AOD가 단일 피치(pitch)를 가지는 회절 격자(diffraction grating)로써 작동하게 한다. 회절 격자는 유입 레이저 빔(24)을 각도(α1)만큼 렌즈에서 굴절시켜서(도 1), 단일 서브-빔(29)을 형성한다. 처리 유닛(36)은 주파수(F1)의 값을 가변시킴으로써 각을 가변시킬 수 있다. 서브-빔에서 펄스의 에너지는 진폭(A1)을 가변시킴으로써 가변될 수 있다.
제 1 모드에서, 일반적으로 AOD는 약 90%에 이르는 빔 전송 효율(beam transfer efficiency)(η)로 작동하여, A1의 값을 가변시킴으로써 단일 서브-빔의 펄스에 대한 에너지가 Ｅ＝ηＥｔ로 형성되며, Ｅｔ는 빔의 펄스 에너지이며, η≤□0.9이다. 에너지의 잔여부분은 굴절되지 않은 펄스 에너지이며 낮은 효율을 가지며 상대적으로 높은 고조파(harmonics)이다. 일반적으로 굴절되지 않은 펄스 에너지는 빔 덤프(beam dump)에 의해 흡수된다. 단일 서브-빔의 펄스에 대한 반복율(repetition rate)은 빔(24)의 펄스에 대한 반복율과 동일하며, 서브-빔의 평균 전력은 ηＰ이며, 여기에서 Ｐ는 빔(24)의 평균 전력이다.
도 2B에 도시된 제 2 모드에서, 처리 유닛(36)은 두 개 이상의 여러 다른 주파수(Fl, F2, ... )를 가지는 조합된 RF 신호를 생성한다. 제목이 "Multifrequency acoustooptic diffraction" 인 D. L. Hecht씨의 문서가 IEEETrans에서 발행되었다. 1977년 7월 18일자 Sonics Ultrasonics SU-24(1)에서는 제 2 모드의 작동을 설명한다.
도 2B에서는 단순화를 위해서, 두 개의 서로 다른 주파수가 가지는 효과만이 나타난다. 처리 유닛(36)은 개별 진폭(Al, A2, ...)을 가지도록 각각의 주파수를 생성한다. 처리 유닛(36)은 AOD(28)가 다중 피치 회절 격자(multi-pitched diffraction grating)로써 효과적으로 작동하기 위해서, RF 신호의 여러 다른 주파수들을 생성하고, RF 입력에 의해 음향 웨이브가 AOD에서 나아가게 한다. 이 경우에 유입 레이저 빔(24)은 여러 다른 주파수(Fl, F2, ...)들의 수에 대응하여 많은 서브-빔( 29A, 29B, ...)으로 분할된다. 각각의 서브-빔이 가지는 각(αl, α2, ...)들은 주파수(Fl, F2, ...)에 의해 결정되어 개별적으로 형성된다.
서브-빔 각각의 펄스가 가지는 에너지(Ea, Eb)가 다음과 같이 정의될 수 있다: Ea= ηaＥｔ, Eb= ηbＥｔ, 여기에서 ηa 〈 1 및 ηb〈 1 이다. 일반적으로 AOD의 특성에 의해 배출되는 빔의 총 펄스 에너지가 단지 약 70%이게 하여, 본 명세서에서 설명된 예시에서 Ea + Eb ≤□0.7Ｅｔ이다. 이 전체 제한 내에서, 본 명세서의 예시(A1 및 A2)로써 처리 유닛(36)은 개별 RF 주파수의 진폭 값을 가변시킴으로써 서브-빔들의 각각에 대한 펄스 에너지를 가변시킬 수 있다. 제 1 모드에 관하여 말하자면, 모든 굴절되지 않은 에너지가 빔 덤프(beam dump)에 의해 흡수될 수 있다. 배출되는 서브-빔의 펄스 반복율은 유입하는 빔의 펄스 반복율과 동일하며, 평균 전력 P를 가지는 유입 빔 용으로, 개별 서브-빔의 평균 전력은 Pa= ηaP, Pb= ηbP로 정해진다.
도 2C에 나타난 제 3 모드에서, 처리 유닛(36)은 여러 다른 피치들을 가지는 두 개 이상의 회절 격자를 AOD(28)로 효과적으로 분할하는 RF 신호를 생성한다. 제 3 모드를 실행하기 위해서, AOD의 작동 창(operating window)이 상기 예시된 AOD와 같은 "기성품인(off-the-shelf)" 음향광학 편향기 내에 일반적으로 이용가능한 값으로부터 연장될 필요가 있다. 이 연장(extension)에 의해 여러 다른 회절 격자가 "나란히 있는(side-by-side)" 방식으로 AOD에서 형성되게 한다. 당업자는 과도한 실험을 하지 않고 연장의 양 및 연장을 생성하기 위한 조건을 정의할 수 있을 것이다.
제 3 모드의 후술될 설명에서 단순화를 위해, AOD(28)가 두 개의 회절 결자로 효과적으로 분할되는 것을 생각할 수 있다. 제 3 모드를 위한 RF 신호는 두 개의 성분 주파수(Fl, F2)를 가지며, 각각의 성분 주파수는 개별 진폭(Al, A2)을 가진다. 제 2 모드용 RF 입력과 대조적으로, 제 2 모드에서 성분 주파수를 조합한 것 대신에 제 3 모드용 RF 입력은 여러 다른 성분 주파수를 교대로 일어나게 한다.
제 3 모드에서, AOD(28)에 앞서 (도 2C에 도시되지 않은) 빔스플리터(beamsplitter)가 유입 빔을 두 개의 빔(24 A 및 24B)으로 분할한다. 일반적으로 빔스플리터는 광학 스플리터이며, 이 광학 스플리터는 가령 50:50과 같은 임의의 알맞은 스플리팅 비율을 가질 수 있다. 선택적으로, 상기 설명된 일반적으로 제 2 모드에서 작동하도록 형성된 또 다른 AOD는 빔스플리터로써 이용될 수 있다. 빔(24)이 펄스 에너지(Ｅf)를 가지고, 빔(24 A 및 24B)은 개별적인 펄스 에너지(aＥｔ 및 bＥf)를 가지고, 여기에서 a,b <1 이며 a 및 b의 값은 빔스플리터의 특성이다.
제 1 모드용으로 상기 기술된 회절 격자의 피치에 따라, 개별 빔(24A, 24B)은 여러 다른 회절 격자에 의해 굴절된다. 제 3모드의 작동에 의해 생성된 발생 서브-빔(29C, 29D)들은 개별 펄스 에너지(Ec, Ed)를 가지며, Ec= aηaＥｔ, Ed=bηbＥｔ로 제시되며, 여기에서 ηa＜1, ηb＜1이다. 제 1 모드에 관하여 말하자면, A1 및 A2의 값을 개별적으로 가변시킴으로써 ηa, ηb는 가변시킬 수 있고, 일반적으로 약 0.9에 이르는 값을 가진다. 입력 평균 빔 전력 P을 위한 서브-빔의 평균 전력은 Pc= aηaP, Pd=bηbP로 정해진다.
제 1 모드 및 제 2 모드와 마찬가지로, 제 3 모드에서 굴절되지 않은 모든 에너지가 빔 덤프에 의해 흡수될 수 있다.
상기 AOD(28)의 작동에 관한 세 개의 모드의 설명에서, AOD(28)에서 나온 서브-빔 출력은 입력 빔(24)과 같은 동일한 펄스 반복율 즉, 동일한 주파수를 가진다. 그러나, 이 사실은 필요조건이 아니며, 본 발명의 몇몇 실시예들에서, 서브-빔 출력의 주파수가 약수 입력 주파수가 되도록, 처리 유닛(36)은 AOD에 RF 입력을 조절한다. 예를 들면, 도 2A에 나타난 시스템에서, 빔(24)의 펄스 반복율에 따라, 처리 유닛(36)이 F1 및 F2 사이에서 주파수 입력을 AOD(28)로 교대로 일어나게할 수 있다. 개별 서브-빔에서 펄스 출력이 빔(24)의 펄스 주파수의 절반인 주파수를 가지도록, 빔(24)으로 인한 펄스가 각(α1) 및 (α2) 사이에서 방향전환(diversion) 된다.
이 경우에, 펄스 에너지는 유입 펄스 에너지와 대략 동일할 수 있다. 그러나, 서브-빔에서 펄스의 감소된 반복율 때문에, 평균 서브-빔 전력은 평균 유입 빔 전력과 상당히 다르다. 예를 들면, 만약 유입 빔이 Eｔ인 펄스 에너지 및 P인 평균 전력을 가진다면, 이등분된 펄스의 반복율 때문에, 개별 서브-빔의 펄스는 동일한 에너지(ηＥｔ)를 가지며 서브-빔은 평균 전력(
Figure 112010041755850-pct00004
)을 가지도록 A1 및 A 2의 값이 설정된다.
서브-빔의 펄스율(pulse rate)이 유입 빔의 약수 펄스율로 형성되게 설정하는 능력을 가지는 것은 정해진 재료를 천공함에 있어 여분의 적응성(flexibility)을 제공해준다. 일반적으로 펄스 에너지가 재료에 대한 효과를 가장 많이 지배하는 변수이며, 상기 예시된 바와 같이, 유입 빔 펄스 에너지와 대략 동일하게 펄스 에너지를 유지하면서, 서브-빔의 평균 전력을 감소시는 것이 천공 재료에서 유리하게 이용될 수 있다. 예를 들면, 평균 전력을 감소시키는 것에 의해 펄스들 사이에서 여분의 냉각 시간을 제공한다.
상기 설명된 서브-빔의 여러 다른 유형에 추가하여, 효과적으로 개별 펄스의 에너지를 설정하도록 AOD에 RF 입력의 변수를 변경시킴으로써, 처리 유닛(36)은 임의의 특정 서브-빔에 대한 시간을 거쳐서 총 에너지 외형(profile)을 맞출 수 있다. 예를 들면, 제 1 모드에서, A1의 급격한 변화에 의해 서브-빔 펄스의 에너지를 급격하게 변화시키는 대신에, 처리 유닛은 다수의 펄스를 거쳐 에너지를 선형으로 감소시키도록 형성될 수 있다. 이 램핑된 선형 감소는 기판 층으로부터 가령 구리(copper)와 같은 금속의 불필요한 제거를 방지하도록 이용될 수 있다.
AOD(28)의 작동에 대한 상기 설명을 고려하면, 다중 천공 장치(20)는 시스템을 제공한다는 것을 나타내며, 상기 시스템 내에 임의의 정해진 시간에서 동시에 이용될 수 있는 레이저 서브-빔(29)의 수가 처리 유닛(36)에 의해 가변될 수 있다. 추가적으로, 처리 유닛(36)은 개별 서브-빔(29)에서 펄스 에너지의 비율(fraction)를 선택할 수 있고, 개별 서브-빔의 시간을 이용하여 총 에너지 외형을 맞출 수 있고, 입력 빔(24)의 펄스 주파수와 동일하게 형성되거나 빔의 약수 펄스 주파수를 형성하도록 개별 서브-빔(29)의 펄스 주파수를 설정할 수 있다.
후술될 설명은 여러 다른 예시들을 제공하며, 효과적으로 여러 다른 기판을 천공하기 위해, 이 예시들은 어떻게 다중 천공 장치(20)가 가변하는 서브-빔의 수, 개별 서브-빔에서 펄스의 여러 다른 허용 에너지 및 서브 빔의 여러 다른 특성을 적용할 수 있는지를 나타낸다. 설명된 바와 같이, 가변하는 수 및 여러 다른 에너지 및 특성에 의해 여러 다른 기판을 천공하는데 걸리는 시간을 최소화시킬 수 있다. 처리 유닛(36)은 최대 서브-빔 펄스 에너지 Em을 가진 임의의 단일 서브-빔을 생성할 수 있고, 처리 유닛은 다중 서브-빔을 생성할 수 있으며 이 서브-빔의 각각은 Em보다 적은 펄스 에너지를 가진다는 것이 설명된다.
예로써, 아래 설명은 3 개 층인 기판을 이용하며, 두 개 층 또는 임의의 다른 수의 층을 가지는 기판들을 기계 가공하거나 천공 하도록, 필요한 부분만을 약간 수정하여(mutatis mutandis), 적용될 수 있다고 이해될 수 있다.
도 3A 내지 3I는 본 발명의 일 실시예에 따라, 기판(44A)을 천공하는 시간 진행에서 여러 다른 단계에 대한 대략적 설명이다. 도 3A 내지 3I는 기판의 대략적 횡단면을 나타내며, 도 3A는 진행의 초기 시간을 나타내며, 도 3I는 최종 시간을 나타낸다. 천공하기 비교적 어려운 상부 제 1 층(102), 천공하기 용이한 제 2 층(104) 및 내부로 천공되지 않는 제 3 층(106)을 가지다고 기판은 가정된다. 동일한 직경을 가지는 실질적으로 유사한 4 개의 홀(110, 112, 114, 116)들, 다시 말하면 홀들은 기판 내로 천공 된다고 가정된다. 그러나, 두 개의 홀(114, 116)들은 제 1 공정이 완료된 층(104)의 상부 표면(108)에서 상대적으로 낮은 구역(bound)을 가진 홀들이 된다. 나머지 두 개의 홀(110, 112)들은 상이한 제 2 처리를 이용하여 상대적으로 낮은 완료된 홀들의 구역을 가진다.
예로써, 4 개의 홀들은 거울(38A, 38B, 38C 및 38D)에서부터 개별적으로 반사된 4 개의 개별 서브-빔(41A, 41B, 41C 및 41D)에 의해 천공된다. 상기한 바와 같이, 서브-빔(41A, 41B, 41C 및 41D)은 서브-빔(29 A, 29B, 29C 및 29D)으로부터 개별적으로 형성된다.
층(102)이 천공되기 어렵기 때문에, 초기에 처리 유닛(36)은 한번에 하나의 서브-빔을 이용하여 층(102)을 천공한다. 개별 서브-빔은 펄스 에너지(Em)를 가진다. 예로써, 개별 서브-빔은 AOD의 제 1 모드에서 AOD(28)를 작동시킴으로써 (도 2A) 생성되며, AOD에 여러 다른 주파수(Fl, F2, F3, F 4)를 순차적으로 가함으로써 생성된다. 여러 다른 주파수들이 서브-빔(29A, 29B, 29C)들을 순차적으로 생성시키며, 그 이후에 서브-빔(29D)을 생성시키며, 이 서브-빔들이 개별적으로 서브 빔(41A, 41B, 41C 및 41D)들을 형성한다. 개별 섹션들을 가지는 층(102)의 홀(110, 112, 114 및 116)들을 천공하기 위해, 처리 유닛(36)은 개별적으로 거울(38A, 38B, 38C 및 38D)들에서 반사된 서브-빔(41A, 41B, 41C 및 41D)을 순차적으로 가한다. 도 3A에 도시된 바와 같이, 층(102)의 홀(110)이 맨 처음 천공된다. 그 이후에, 도 3B, 3C 및 3D에서 도시된 바와 같이, 층(102)의 홀(112, 114 및 116)들이 순차적으로 천공되며, 펄스 에너지(Em)을 가지는 서브-빔을 이용하여 각각의 홀들이 천공된다. 도 3E는 층(102)이 모두 4개의 홀들로 천공된 후에 기판(44A)의 상태를 나타낸다.
층(104)이 천공하기에 상대적으로 용이하기 때문에, 그리고 이 층은 모두 4 개의 홀을 천공하기 위해 접근가능하게 제조되었기 때문에, 도 3F에서 도시된 바와 같이, 처리 유닛(36)은 층(102)을 천공 했던 것과 같이 동일한 4개의 서브-빔(41A, 41B, 41C 및 41D)들을 동시에 작동시킨다. 4 개의 서브-빔들은 이용가능한 총 서브-빔 에너지(Eavailable) 중 실질적으로 균등한 비율(
Figure 112015024313216-pct00005
Eavailable)를 이용한다. 4개의 서브-빔은 제 2 모드에서 AOD(28)를 작동시키는 처리 유닛에 의해 일제히 형성되며(도. 2B), 조합된 주파수(Fl, F2, F3, F4)를 가진 RF를 AOD에 제공하며, 개별 주파수는 개별 진폭(Al, A2, A3 및 A4)을 가진다.
상기 설명된 제 1 모드와 비교해 제 2 모드의 다른 특성을 가지지만, 개별 서브-빔의 펄스 에너지는 대략 동일하도록, 진폭(Al, A2, A3 및 A4)이 선택되며, 일반적으로 Eavailable는 Em 보다 작다고 이해된다. 층(104)을 천공하기 위해서 네 개의 서브-빔은 거울(38A, 38B, 38C 및 38D)들을 이용하고, 요구된 적당한 깊이을 가진 층(104)의 홀이 모드 4개 서브-빔에 의해 천공될 때까지, 네 개의 서브-빔을 이용한 천공은 계속된다.
도 3G에 의해 나타난 홀들에 대한 천공 후에, 처리 유닛(36)은 제 2 모드 또는 제 3 모드에서 AOD(28)을 작동시킴으로써, 홀(114,116)을 위해
Figure 112015024313216-pct00006
Eavailable보다 더 큰 대략 동일한 비율인 펄스 에너지(Ef)를 가진 서브-빔(41C, 41D)을 작동시킨다. 홀들의 상부 표면(108)에 도달할 때까지, 홀(114 및 116)들에 대한 천공이 계속된다. 예를 들면, 이 시점에서 홀(114 및 116)들에 대한 천공은 최종적으로 마무리된다. 예를 들면, 이 마무리는 Ef에서 0까지 두 개의 서브-빔의 에너지가 감소 됨으로써 형성된다. 홀(114 및 116)들을 위한 두 개의 서브-빔의 에너지가 감소됨에 따라, 처리 유닛(36)은 홀(110 및 112)들을 위한 서브-빔의 펄스 에너지를 0에서 Ef까지 증가시킬 수 있다. 상기한 바와 같이, 이 증가와 감소는 적합한 RF 입력을 AOD(28)에 제공하는 처리 유닛에 의해 실행된다.
도 3H에 설명된 바와 같이, 표면(108)에 도달될 때까지, 처리 유닛은 Ef의 펄스 에너지를 이용하여 홀(110 및 112)들을 계속 천공한다. 예를 들면, 표면이 요구된 바와 같이 마무리될 때까지, 처리 유닛(36)은 Ef인 펄스 에너지를 유지하며, 그 시점에서 처리 유닛이 홀들을 천공하는 것을 종결한다. 완성된 홀들이 도 3I에서 나타난다.
도 4A 내지 4I은 본 발명의 일 실시예에 따라, 기판(44B)을 천공하는 시간 진행동안 여러 다른 단계의 개략적 설명을 나타낸다. 도 4A 내지 4I은 기판의 대략적 횡단면(44B)들이 도시되며, 도 4A는 초기 시간를 나타내며, 도 4I는 최종 시간을 나타낸다.
기판(44B)은 천공하기 비교적 어려운 상부 제 1 층(202), 천공하기 비교적 용이한 제 2 층(204) 및 내부로 천공 되지 않는 제 3 층(206)을 가진다. 8개의 홀(209, 210, 212, 214, 216, 218, 220 및 222)들이 기판 내부로 천공된다. 예를 들면, 홀(209, 210, 212, 214, 216, 218, 220 및 222)들은 동일한 직경(Dl)을 가지며, 홀(209, 210)들은 D1 보다 더 큰 균등한 직경(D2)을 가진다.
예를 들면, 8개의 홀(209, 210, 212, 214, 216, 218, 220 및 222)들이 거울(38A, 38B, 38C, 38D, 38E, 38F, 38G 및 38H)에서 개별적으로 반사된 8 개의 개별 서브-빔(41A, 41B, 41C, 41D, 41E, 41F,41G 및 41H)에 의해 천공된다. 서브 빔(41 A, ... 41H)들은 서브 빔(29A, ... 29H)들에 의해서 개별적으로 형성된다.
도 4A에 도시된 바와 같이, 초기에 처리 유닛(36)은 펄스 에너지(E1) 및 직경(D2)을 가진 하나의 서브-빔(41A)을 이용하여 홀(209)을 천공한다. 거울(38A)은 서브-빔을 보낸다. 층(204)의 상부 표면(208)에 도달할 때까지, 층(202)을 관통하여 천공하는 것이 계속되며, 이 시점에서 처리 유닛은 홀(209)에 대한 천공을 중단한다.
도 4B에 도시된 바와 같이, 그 이후에 처리 유닛(36)은 펄스 에너지(E1) 및 직경(D2)을 가진 하나의 서브-빔(41B)을 이용하여 홀을 천공하며, 거울(38B)은 서브-빔을 보낸다. 상부 표면(208)에 도달할 때까지, 천공은 계속되며, 이 시점에서 처리 유닛이 홀(208)을 천공하는 것을 중단하고, 홀(212 및 214)들을 천공하는 것을 시작한다.
도 4C에 도시된 바와 같이, 서브-빔들의 상대적으로 작은 직경 때문에, 처리 유닛은 홀(212 및 214)들을 동시에 천공한다. 홀들을 천공하기 위해서, 처리 유닛은 두 개의 서브-빔(41C, 41D)을 생성하며, 개별 서브-빔은 동일한 펄스 에너지(E2) 및 직경(D1)을 가진다. E2는 E1의 비율이다. 처리 유닛(36)은 여러 다른 홀들에 서브 빔을 보내기 위해 두 개의 거울(38C 및 38D)을 이용한다. 서브-빔의 펄스 율이 빔(24)의 펄스율과 동일하도록, 일반적으로 처리 유닛은 AOD(28)가 작동하는 제 2 모드를 이용하여 두 개의 서브-빔을 생성한다.
선택적으로, 두 개의 서브-빔은 AOD(28)와 관련하여 상기 설명된 하나 이상의 방법에 의해 생성될 수 있다. 예를 들면, 처리 유닛은 제 1 모드에서 AOD(28)를 작동시키며, 두 개의 서로 다른 입력 주파수 사이에서 교대로 발생시킨다. 이 경우에, 두 개의 서브-빔(41C 및 41D)들은 동일한 펄스 에너지를 가질 수 있지만, 빔(24)의 펄스 반복율의
Figure 112010041755850-pct00007
인 펄스 반복율을 가진다.
개별 홀들이 표면(208)에 도달할 때까지, 홀(212 및 214)들을 천공하는 것이 계속된다.
도 4D에 도시된 바와 같이, 홀(212 및 214)들이 표면(208)에 도달했을 때, 처리 유닛은 홀(212 및 214)들을 천공하는 것을 중단하며, 홀(216 및 218)들을 천공하는 것을 시작한다. 홀들을 천공하기 위해서, 처리 유닛(36)은 서브-빔을 보내기 위하여 두 개의 거울(38E, 38F)들을 이용하여, 두 개의 서브-빔(41E, 41F)들을 생성한다. 서브-빔을 생성하는 방법은 상기한 바와 같이 서브-빔(41C, 41D)에 대한 것과 일반적으로 동일한다. 개별 홀들이 표면(208)에 도달할 때까지, 홀(216 및 218)들을 천공하는 것이 계속된다.
도 4E에 도시된 바와 같이, 홀(216 및 218)들이 표면(208)에 도달할 때, 처리 유닛은 홀(216 및 218)들에 대한 천공을 중단하고 홀(220 및 222)들의 천공을 시작한다. 홀(220 및 222)들을 천공하기 위해서, 처리 유닛(36)은 서브-빔을 보내기 위하여 두 개의 거울(38G, 38H)들을 이용하여 두 개의 서브-빔(41G, 41H)을 생성한다. 일반적으로 서브-빔을 생성하는 방법은 서브-빔(41C, 41D)에 대한 상기한 바와 동일하다. 개별 홀들이 표면(208)에 도달할 때까지, 홀(220 및 222)들의 천공이 계속된다.
이 시점에 기판(44B)에서 8개의 홀들을 대한 천공이 층(202)에 완료되었다.
도 4F에 도시된 바와 같이, 그 이후에 처리 유닛은 층(204)을 관통하여 홀(209 및 210)들을 천공하기 시작한다. 층(204)이 층(202)보다 더 용이하게 천공되기 때문에, 처리 유닛(36)은 두 개의 서브-빔(41A 및 41B)을 이용하며, 두 개의 서브-빔은 E1보다 작은 대략 균등한 펄스 에너지를 가지도록 설정된다. 홀들이 층(206)의 상부 표면(224)에 도달할 때까지, 처리 유닛은 홀(209 및 210)들의 천공을 계속하며, 이 시점에서 처리 유닛은 서브 빔(41A 및 41B)들의 스위치를 끊다.
도 4G에 도시된 바와 같이, 홀(209 및 210)들이 완성된다면, 처리 유닛(36)은 만약 요구된다면, 일반적으로 기판의 다른 영역을 앞으로 천공하기 위해서, 거울(38A 및/또는 38B)들을 다시 방향 설정할 수 있다.
층(204)이 층(202)보다 천공하기에 더 용이하다. 결과적으로, 동시에 3 개의 세트의 이중-홀 천공(double-hole drilling)으로 홀(212, 214, 216, 218, 220 및 222)들을 천공하는 것보다, 일반적으로 처리 유닛(36)은 동시에 두 개의 세트의 삼중 천공(triplet drilling)하는 것으로 홀들을 천공한다.
도 4G에서 도시된 바와 같이, 최초에 처리 유닛(36)이 홀(212, 214 및 216)들을 천공한다. 홀들을 천공하기 위해서, 처리 유닛은 상기한 바와 같이 실질적으로 세 개의 서브-빔(41C, 41D 및 41E)을 생성하지만, 개별 서브-빔은 E2의 비율인 동일한 펄스 에너지(E3)를 가진다. 선택적으로, 세 개의 서브-빔은 가령 3 개의 상이한 입력 주파수 사이에서 번갈아 일어남으로써, AOD(28)와 관련해 상기한 하나 이상의 방법에 의해 생성될 수 있다. 이 경우에 3 개의 서브-빔(41C, 41D 및 41E)들 각각은 E1과 대략 동일한 펄스 에너지를 가지지만, 빔(24)의 펄스 반복율의
Figure 112015024313216-pct00008
인 펄스 반복율을 가진다.
일단 홀(212, 214 및 216)들이 천공된다면, 처리 유닛(36)이 필요하다면, 기판(44B)의 다른 영역을 천공하기 위해서, 거울(38C, 38D 및/또는 38E)들을 다시 방향 설정할 수 있다.
도 4H에 도시된 바와 같이, 그 이후에 층(202)을 천공하기 위해 이용되는 서브-빔으로부터 적당한 변수 변화을 가진 서브-빔(41F, 41G 및 41H)들을 이용하여, 도 4G에 관해 상기한 과정과 일반적으로 유사한 방식으로 처리 유닛(36)은 홀(218, 220 및 222)들을 천공한다. 일단 홀들이 천공 된다면, 처리 유닛(36)은 만약 필요하다면, 기판의 다른 영역을 차후에 천공하기 위해서, 거울(38F, 38G 및/또는 38H)들을 다시 방향 설정할 수 있다.
도 4I는 모든 홀들이 천공된 기판(44B)의 최종 상태를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 기판(44)을 천공하도록 처리 유닛(36)에 의해 실행된 단계들을 나타내는 플로우 차트(250)이다. 플로우차트의 단계는 도 3A 내지 3I 및 도 4A 내지 4I와 관련하여 상기 설명된 다중 홀 천공 작업에 대응한다.
빔 생성 단계(252)에서, 처리 유닛(36)은 단일 출력 빔(24)을 생성하기 위해 레이저를 작동하며, 도 1과 관련한 상기 설명된 바와 같이, 이 빔들의 펄스는 총 에너지 Et [J]를 가진다. 일반적으로 펄스율은 일정하다.
빔 분할 단계(254)에서, 단일 빔을 두 개 이상의 서브-빔으로 분할하기 위해서, 처리 유닛(36)은 AOD(28)에 RF 입력을 가한다. 단일 빔의 분할이 도 3F 및 도 4C와 관련하여 상기 예시되었다. 상기 설명된 바와 같이, 빔(24)의 총 에너지(Et)와 비교해볼 때, 분할로 인해 서브-빔이 비율인 펄스 에너지를 가지게 한다.
제 1 천공 단계(256)에서, 도 3F 및 4C와 관련하여 또한 상기 설명된 바와 같이, 서브 빔들이 개별 다중 홀들을 동시에 천공하도록, 처리 유닛(36)은 서브-빔을 반사하는 거울을 방향 설정한다.
서브-빔 변경 단계(258)에서, 빔 분할 단계(254)의 펄스 에너지와 비교해 볼 때, 하나 이상의 변경된 서브-빔이 여러 다른 비율인 펄스 에너지를 가지도록, 처리 유닛이 서브 빔을 변경한다.
제 2 천공 단계(260)에서, 처리 유닛(36)은 서브-빔들의 개별 홀들을 천공하는 것을 계속하기 위해서 변경된 서브-빔 또는 서브-빔들을 가한다. 예를 들면, 도 3G와 관련된 설명에서 및 도 4G와 관련한 설명에서, 서브-빔에 대한 변경은 상기 예시된다.
일반적으로, 처리 유닛(36)이 정해진 기판의 모든 홀들을 천공하기 위해서, 요구되는 바와 같이, 플루우 차트(250)의 모든 단계 또는 일부 단계가 반복된다.
상기 설면된 실시예들은 예시로써 인용되며, 본 발명은 이하에서 특별하게 도시된 것 및 기술된 것에 의해 제한되지 않는다고 이해된다. 확실히, 본 발명의 범위는 선행 기술에서 개시되지 않았으며 전술한 설명을 열람한 당업자가 할 수 있는 변형 및 수정뿐만 아니라 하기에 설명된 다양한 특징들에 대한 조합 및 하위 조합를 포함한다.

Claims (13)

  1. 동시에 변경되는 기판에서 다층 홀들을 레이저 천공하기 위한 방법에 있어서,
    상기 방법은:
    출력 빔의 펄스가 총 에너지를 가지는 단일 출력 빔을 생성하기 위해 레이저를 작동하는 단계;
    상기 단일 출력 빔을 시간 경과 중 복수의 빔으로 분할하는 단계; 및
    상기 기판 위의 복수의 홀 위치에 상기 복수 빔을 조사하는 단계를 포함하며, 상기 복수 빔을 조사하는 단계는:
    단일 출력 빔으로부터 형성된 복수의 빔의 수를 제어하며 따라서 각각의 다층 홀의 복수의 층을 각각 천공하기 위해 현재 필요한 에너지의 양에 따라 동시에 천공된 다중 홀의 수를 제어하는 단계를 포함하고,
    총 에너지의 제 1 비율로 형성된 펄스 에너지를 가지는 복수의 빔들 중 대응하는 빔들을 이용하여 다중 홀들 중 2개 이상의 한 층 부분을 동시에 천공하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 비율은 동시에 천공되는 다중 홀들의 개수의 함수이고;
    그 뒤, 총 에너지의 적어도 제 2 비율로 형성된 펄스 에너지를 각각 가지는 복수의 빔들 중 하나 이상의 빔을 이용하여 상기 다중 홀들 중 하나 이상의 다중 홀의 하나 이상의 추가 층 부분을 천공하는 단계를 포함하며, 상기 제 2 비율은 상기 제 1 비율와 상이한 것을 특징으로 하는, 동시에 변경되는 기판에서 홀들을 레이저 천공하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 비율은 상기 다중 홀의 수에 대한 함수인 것을 특징으로 하는, 동시에 변경되는 기판에서 홀들을 레이저 천공하기 위한 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 비율은 천공될 상기 하나 이상의 제 2 부분을 가지는 상기 다중 홀들의 수에 대한 함수인 것을 특징으로 하는, 동시에 변경되는 기판에서 홀들을 레이저 천공하기 위한 방법.
  4. 동시에 변경되는 기판에서 홀들을 레이저 천공하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은
    총 전력을 가지는 단일 출력 빔을 생성하기 위해 레이저를 작동하는 단계;
    상기 단일 출력 빔을 시간 경과 중 복수의 빔으로 분할하는 단계; 및
    상기 기판에 복수의 홀 천공 위치에 상기 복수 빔을 조사하는 단계를 포함하며, 상기 복수 빔을 조사하는 단계는
    상기 총 전력의 제 1 비율로 형성된 빔 전력을 가지는 상기 복수의 빔들에 대응하는 빔들을 이용하여 다중 홀들의 제 1 부분들을 동시에 천공하는 단계; 및
    제 2 비율은 상기 제 1 비율와 상이하며, 상기 천공 단계 이후에 상기 총 전력의 적어도 제 2 비율로 형성된 빔 전력을 각각 가지는 하나 이상의 상기 복수의 빔들을 이용하여 상기 다중 홀들 중 하나 이상에 대해 하나 이상의 제 2 부분을 천공하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 동시에 변경되는 기판에서 홀들을 레이저 천공하기 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 비율은 상기 다중 홀들의 수에 대한 함수인 것을 특징으로 하는, 동시에 변경되는 기판에서 홀들을 레이저 천공하기 위한 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 제 2 비율은 천공될 상기 하나 이상의 제 2 부분을 가지는 상기 다중 홀들의 수에 대한 함수인 것을 특징으로 하는, 동시에 변경되는 기판에서 홀들을 레이저 천공하기 위한 방법.
  7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 단일 출력 빔은 펄스 반복율로 생성된 단일 빔 펄스 에너지를 가지는 펄스들로 형성되며,
    다중 홀들의 상기 하나의 층 부분을 천공하는 복수의 빔들 중 일부는 상기 단일 빔 펄스 에너지의 상기 제 1 비율로 형성된 펄스 에너지 및 상기 펄스 반복율의 제 1 비율로 형성되는 펄스 반복율을 가진 펄스들을 포함하고,
    다중 홀들의 상기 하나 이상의 추가 층 부분을 천공하는 복수의 빔들 중 일부는 상기 단일 빔 펄스 에너지의 상기 제 1 비율로 형성된 펄스 에너지 및 상기 펄스 반복율의 제 2 비율로 형성되는 펄스 반복율을 가진 펄스들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 동시에 변경되는 기판에서 홀들을 레이저 천공하기 위한 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 다중 홀들 중 하나 이상에 대한 하나 이상의 제 2 부분을 천공하는 상기 복수의 빔들 중 하나 이상은 상기 단일 빔 펄스 에너지의 상기 하나 이상의 제 2 비율로 형성된 펄스 에너지 및 펄스 반복율을 가지는 펄스로 형성되는 것을 특징으로 하는, 동시에 변경되는 기판에서 홀들을 레이저 천공하기 위한 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 다중 홀들 중 하나 이상에 대한 하나 이상의 제 2 부분을 천공하는 상기 복수의 빔들 중 하나 이상은 상기 단일 빔 펄스 에너지의 함수로 형성된 약수인 펄스 반복율 및 펄스 에너지를 가지는 펄스로 형성되며, 상기 약수 및 상기 함수는 상기 제 2 비율에 따라 선택되는 것을 특징으로 하는, 동시에 변경되는 기판에서 홀들을 레이저 천공하기 위한 방법.
  10. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 단일 출력 빔은 펄스 반복율로 생성된 단일 빔 펄스 에너지를 가지는 펄스들로 형성되며, 다중 홀들의 제 1 부분을 천공하는 상기 복수의 빔들 중 일부는 상기 단일 빔 펄스 에너지의 제 1 함수로 형성된 상기 펄스 에너지 및 제 1 비율에 따라 선택된 제 1 약수인 상기 펄스 반복율을 가지는 펄스들로 형성되는 것을 특징으로 하는, 동시에 변경되는 기판에서 홀들을 레이저 천공하기 위한 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 다중 홀들 중 하나 이상에 대한 하나 이상의 제 2 부분을 천공하는 상기 복수의 빔들 중 하나 이상은 상기 단일 빔 펄스 에너지의 제 2 함수로 형성된 제 2 약수인 상기 펄스 반복율 및 펄스 에너지를 가지는 펄스로 형성되며, 상기 제 2 약수 및 상기 제 2 함수는 상기 제 2 비율에 따라 선택되는 것을 특징으로 하는, 동시에 변경되는 기판에서 홀들을 레이저 천공하기 위한 방법.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 단일 출력 빔은 펄스 반복율로 생성된 단일 빔 펄스 에너지를 가지는 펄스들로 형성되며,
    다중 홀들의 상기 하나의 층 부분을 천공하는 복수의 빔들 중 일부는 상기 단일 빔 펄스 에너지의 상기 제 1 비율로 형성된 펄스 에너지 및 상기 펄스 반복율의 제 1 비율로 형성되는 펄스 반복율을 가진 펄스들을 포함하고,
    다중 홀들의 상기 하나 이상의 추가 층 부분을 천공하는 복수의 빔들 중 일부는 상기 단일 빔 펄스 에너지의 상기 제 1 비율로 형성된 펄스 에너지 및 상기 제 2 비율로 형성되는 펄스 반복율을 가진 펄스들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 동시에 변경되는 기판에서 홀들을 레이저 천공하기 위한 방법.
  13. 제 6 항에 있어서,
    상기 단일 출력 빔은 펄스 반복율로 생성된 단일 빔 펄스 에너지를 가지는 펄스들로 형성되며, 다중 홀들의 제 1 부분을 천공하는 상기 복수의 빔들 중 일부는 상기 단일 빔 펄스 에너지의 제 1 함수로 형성된 상기 펄스 에너지 및 제 1 비율에 따라 선택된 제 1 약수인 상기 펄스 반복율을 가지는 펄스들로 형성되는 것을 특징으로 하는, 동시에 변경되는 기판에서 홀들을 레이저 천공하기 위한 방법.
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