KR101736398B1 - 버스트 초고속 레이저 펄스 에너지 전송에 의한 기판 상에서의 순방향 증착방법 및 장치 - Google Patents

버스트 초고속 레이저 펄스 에너지 전송에 의한 기판 상에서의 순방향 증착방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101736398B1
KR101736398B1 KR1020140161788A KR20140161788A KR101736398B1 KR 101736398 B1 KR101736398 B1 KR 101736398B1 KR 1020140161788 A KR1020140161788 A KR 1020140161788A KR 20140161788 A KR20140161788 A KR 20140161788A KR 101736398 B1 KR101736398 B1 KR 101736398B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
laser beam
laser
burst
carrier substrate
Prior art date
Application number
KR1020140161788A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150058075A (ko
Inventor
압바스 호세이니 에스.
Original Assignee
로핀-시나르 테크놀로지스 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 로핀-시나르 테크놀로지스 인코포레이티드 filed Critical 로핀-시나르 테크놀로지스 인코포레이티드
Publication of KR20150058075A publication Critical patent/KR20150058075A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101736398B1 publication Critical patent/KR101736398B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02697—Forming conducting materials on a substrate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/0008—Electrical discharge treatment, e.g. corona, plasma treatment; wave energy or particle radiation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • C23C14/28—Vacuum evaporation by wave energy or particle radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Abstract

물질을 타겟 기판 상에 순방향으로 증착하는 방법은, 레이저 빔의 초고속 레이저 펄스의 버스트가 레이저 빔에 투명한 캐리어 기판을 통과하도록 함으로써 달성된다. 상기 물질로 코팅된 상기 투명 캐리어의 하부면 상의 전자들은 상기 캐리어 기판으로부터 상기 물질을 상승시키는 레이저 빔의 제 1 서브 펄스에 의해 여자되고, 상기 레이저 빔 펄스의 후속 서브 펄스는 상기 캐리어 기판과 상기 타겟 기판 간의 좁은 갭을 가로질러 순방향 모멘텀으로 상기 물질을 구동시키는 충격파에 의해 상기 물질을 초음속으로 공간속에 전달한다.

Description

버스트 초고속 레이저 펄스 에너지 전송에 의한 기판 상에서의 순방향 증착방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR FORWARD DEPOSITION ONTO A SUBSTRATE BY BURST ULTRAFAST LASER PULSE ENERGY TRANSFER}
본 특허 출원서는 2013년 11월 19일자 출원된 미국 가특허출원 일련번호 제61906309호의 우선권 및 혜택을 주장한다. 2013년 11월 19일자 출원된 미국 가특허출원 일련번호 제61906309호는 그 전체가 본원에 참조로 포함된다.
버스트 초고속 레이저 펄스 에너지 전송을 이용하여 기판 상에서의 순방향으로 증착하기 위한 현재 주요 방법으로는 레이저 드릴링(laser drilling), 코팅 및 이미징, 플레이팅, 레지스트 코팅, 에칭, 마스킹, 이온 활성화, 증착 및 플레이팅 단계들을 포함하는 화학 방법들이 이용되었다. 전반적인 기존 기술은 복잡하고 많은 시간이 소요되는 공정을 필요로 한다. 현존 방법의 가장 큰 단점은 인접한 부품 경로 (트레이스: traces) 간에 달성가능한 최소한의 간격 공차(spacing tolerances)에 있다.
실제 투명한 타겟 물질로부터 원하는 물질을 기판 상에 순방향으로 증착하는 보다 신속하고 정밀한 방법은 기판 상으로 인접한 구성요소 또는 트레이스가 보다 근접하게 배치되는 것을 허용해주고, 전기 부품 및 하위 부품의 고장률의 최소화 정도를 향상시켜줄 것이다. 이러한 새로운 발명은 전술한 문제점을 극복하기 위한 독특하고 신규한 구성을 제공한다. CVD(화학 기상 증착법)와 같이 종래 방법에 비해 저렴한 고속 순방향 증착 방법이 제공된다. 본 발명은 친환경 대체방법을 제공한다.
본 발명은 원하는 물질을 타겟 기판 상에 증착하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 증착될 물질은 투명 물질 상에 코팅/부착/도금 처리되고 이는 "잉크(ink)"로 알려져 있다. 타겟 기판에 전사될 물질은 대략 타겟 기판에 대해 위치한다. 타겟 기판에 전사될 물질은 투명 캐리어 물질 위에 존재하고 타겟 기판과 접촉되거나 타겟 기판으로부터 짧은 거리내에 위치하게 된다. 특히, 증착될 물질은 타겟 기판으로부터 2mm의 거리 내에 위치한다. 즉, 전사될 물질과 타겟 기판 사이에는 2 mm이하의 갭이 존재한다. 이전까지 달성 불가능한 폭을 갖고 있고 확대되는 풋프린트(footprints)가 없는 라인 증착(line depositions)이 본 발명에 의해 달성된다. 본 발명의 방법은 인쇄회로기판, 디스플레이 패널 또는 미래 시스템 온 글래스(SOGs)와 같은 제품의 제조 또는 보수에 사용될 수도 있다. 이러한 방법에는 대량 생산에 더 적합한 버스트 초고속 레이저 펄스를 포함하는 재료 가공 기술material machining technique)이 사용된다.
투명한 광학 매체에서의 초고속 레이저 펄스의 전파는 그룹 속도 분산(GVD: group-velocity dispersion), 선형 회절, 자기 위상 변조(SPM:self-phase modulation), 자기 집속(self-focusing), 가전자대(valence band)에서 전도대(conduction band)에 이르는 전자의 다광자/터널 이온화((MPI/TI), 플라즈마 디포커싱(plasma defocusing), 및 자기 가파름(self-steepening)과 같은 선형 효과와 비선형 효과의 결합 작용을 통해 레이저 펄스의 공간 및 시간 프로파일의 강한 재형성(reshaping)에 의해 복잡해진다 (SL Chin et al. Canadian Journal of Physics, 83, 863-905 (2005) 참조). 이들 효과는 레이저 파라미터, 물질 비선형 특성, 및 물질 내부로의 집속 조건에 좌우되는 변화 정도로 미치게 된다. 강한 레이저 펄스의 전파 중에 세기(intensity)에 대한 비선형 굴절율의 의존성으로 인해, 펄스의 중앙부는 펄스의 자기 집속을 야기하는 가변 굴절율 때문에 펄스의 주변부 보다 더 느리게 이동하게 된다. 자기 집속 영역에서는, 발생된 MPI/TI 플라즈마로 인해, 플라즈마가 네가티브 렌즈의 역할을 수행하고 펄스를 디포커싱하지만 높은 세기로 인해 자기 집속이 다시 발생하게 된다. 포커싱과 디포커싱 간의 균형 작용으로 인해, 필라멘트(filament)로 알려진 긴 플라즈마 채널이 생성된다. 펄스 당 낮은 에너지 필라멘트를 사용하면 물질에는 굴절율의 수정 흔적이 남게 된다. 필라멘트는 에너지를 펌핑하여 필라멘트를 형성하는 배경 에너지(background energy)에 의해 에워싸여 있다. 이러한 배경 에너지는 해당 기술분야에서 필라멘트 저장소(filament reservoir)로 알려져 있다. 필라멘트 저장소의 차단 또는 방해 부분은 필라멘트가 손실되는 효과를 갖게 될 것이다.
이하의 명세서에서는 구리, 크롬과 같은 원소 물질 및 SiC, GaN 또는 도핑된 산화물 유리와 같은 화합물 물질 등의 원하는 물질을, 그 투명 캐리어(붕규산염 유리, Si 웨이퍼, 사파이어 및 폴리머 등의 투명 물질)로 부터 해당 회로를 포함하도록 의도된 타겟 기판 상에 증착하는 신규하고 독특한 방법이 설명된다-증착된 물질은 전도 경로가 됨(전도될 신호의 전자기 특성이 무엇이든 간에).
본 발명의 또 다른 목적은 유기 라미네이트 기판 PCBs (인쇄 회로 기판), 반도체 부품, 디스플레이 패널, 시스템 온 글래스("SOGs") 등을 제조하는데 사용되는 평면 라미네이트 기판의 물리적 크기를 줄이는데 있다. 이러한 방법은 전도 경로의 물리적 크기를 1 μm 미만의 값으로 줄임으로써 다중 구성 설계 및 제조시 유연성을 향상시켜준다. 증착될 물질은 레이저 펄스열, 또는 레이저 버스트(laser burst)의 엔벨로프(envelope), 및 레이저 필라멘트 말단에 민감한 것일 수 있기 때문에, 이 증착될 물질은 전기, 자기 또는 광학 전도를 위한 "회로" 전도 물질일 수 있고, 이 경우, 물질이 적절한 투명기판 상에 코팅되는 능력 및 필라멘트를 이용한 물질의 초음속 전송에의 민감성에 의해서만 한계가 부과된다.
본 발명의 한 가지 목적은 빔을 회절 한계(diffraction limit) 이하에서 집속하기 위해 비선형 효과를 이용하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 캐리어 기판 위에 2μm의 초점을 갖는 일반 렌즈를 이용하여 캐리어 기판 아래 1 미크론 지점에 필라멘트 팁이 생성되도록 빔을 접속하고 이 필라멘트 팁을 이용하여 타겟 기판을 향해 캐리어로부터 금속을 제거하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 파장이 필라멘트 팁 크기를 감소시킴에 따라 단파장의 레이저 빔을 이용하여 보다 좁은 폭의 라인 증착이 가능하도록 하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 캐리어 기판에 대해 투명한 파장을 갖는 레이저 빔을 이용하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 물질의 증착이 매우 좁은 라인으로 이루어지고 라인들이 함께 매우 근접하게 이격 배치되는, 기판 상에서 물질을 순방향으로 증착하는 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 기판 상의 기존 구조를 보수하거나 기판 상에 새로운 구조를 생성하는 데 있다.
본 발명의 요지는 특히 본 명세서의 결론부에서 지적되고 명확하게 청구된다. 그러나, 본 발명의 장점 및 목적과 더불어, 구성 및 동작 방법은 첨부도면을 참조하여 이하의 상세한 설명을 통해 가장 용이하게 이해될 수도 있다. 여기서, 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 본 발명의 다른 목적, 특징 및 양태들은 이하에서 보다 상세히 논의될 것이다.
물질을 타겟 기판 상에 순방향으로 증착하는 방법으로서,
서브 펄스를 갖는 버스트 펄스 엔벨로프를 포함하는, 레이저 빔의 초고속 레이저 펄스의 버스트를 발생시키는 단계;
상기 레이저 빔을 상기 레이저 빔의 회절 한계 이하에서 집속하는 단계;
상기 집속된 레이저 빔의 초고속 레이저 펄스 버스트가 상기 레이저 빔에 투명하고 전사될 물질이 이전에 코팅된 하부면을 갖는 캐리어 물질을 통과하도록 하는 단계;
상기 레이저 빔의 펄스의 버스트의 제 1 서브 펄스로, 상기 물질로 코팅된 상기 투명 캐리어의 하부면 상의 전자를 여자(exciting)시키는 단계;
상기 캐리어 기판으로부터 상기 물질을 상승시키는 단계;
상기 레이저 빔 펄스의 버스트의 후속 서브 펄스가 상승할 물질과 마주하지 않은 상기 캐리어 기판을 계속하여 통과하도록 하고 매우 높은 발산 각도로 상기 캐리어 기판을 통과하도록 하는 단계;
상기 캐리어 기판과 상기 타겟 기판 간의 좁은 갭을 가로질러 순방향 모멘텀으로 상기 물질을 구동시키는 충격파에 의해 상기 현재 상승된 물질을 초음속으로 공간속에 그리고 상기 타겟 기판 상에 전달하는 단계; 및
상기 물질을 상기 타겟 기판의 표면 및 내부에 융합하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면 인쇄회로기판, 디스플레이 패널 또는 미래 시스템 온 글래스(SOGs)와 같은 제품의 제조 또는 보수에 사용될 수도 있다.
도 1은 두 군데의 트레이스(traces)을 갖는 종래의 부품 기판을 도시한 선도;
도 2는 버스트 초고속 레이저 펄스를 적용하여 표면상에 세 군데의 투레이스가 융합된 부품 기판을 도시한 선도;
도 3 내지 도 5는 필라멘트가 투명 기판의 상면 아래에 발생하고 스폿 사이즈가 가변하는 순방향 증착 레이저 장치를 도시한 단면도;
도 6 내지 도 8은 초고속 레이저 펄스의 상이한 버스트의 에너지 프로파일을 도시한 도면;
도 9는 레이저 가공 시스템을 도시한 선도;
도 10 및 도 11은 비 텔레센트릭 렌즈 및 텔레센트릭 렌즈(non-telecentric and telecentric lenses)을 이용한 X-Y 스캐너를 도시한 선도;
도 12a는 LCD 상의 트레이스들을 프린트하거나 보수하기 위해 순방향 증착 공정에 사용되는 레이저 시스템의 일례를 도시한 개략 평면도; 및
도 12b는 LCD 상의 트레이스들을 프린트하거나 보수하기 위해 순방향 증착 공정에 사용되는 레이저 시스템의 일례를 도시한 개략 측면도.
고속의 공정 속도이 출현과 함께, 전자부품의 기하학적 구조의 축소가 가속화됨에 따라, SOG용의 붕규산염 유리와 같은 투명 기판을 포함하는 라미네이트 기판의 제조는, 부품 사이즈를 최소화하면서 현재 재료 특성 및 생산 기술을 능가하는 성능값을 전달 할 수 있는 부품들을 제공하도록 추진되고 있다. 급속하게 출현하는 기술로 인해, 반도체 패키징과 PCB 기술간의 경계가 모호해지고 있다; 이들 경계는 동시에 기판 설계를 최적화하기 위해 무엇보다 중요한 접근방법으로 간주되어야 한다. 반도체 산업에서, 어셈블리 및 패키징은 동작 주파수, 파워, 신뢰성 및 비용에 영향에 미치기 때문에 반도체 제품의 경쟁력있는 중요한 인자이다.
부품 제조를 위한 미래 기판 베이스는 다음과 같은 향상된 전기적 특성을 지닐 필요가 있을 것이다: 보다 낮은 유전율값(permittivity values) Er (Dk); 보다 낮은 손실 탄젠트(loss tangents)(Df); 저항 전압 강하를 최소화 하고 전력을 효과적으로 칩에 공급하기 위한 높은 전기 전도성 야금; 동시 스위칭 잡음을 감소시키기 위한 낮은 인덕턴스 연결; 보드 임피던스의 정합도를 향상시키고 바람직하지 않은 기생 커패시턴스를 줄이기 위한 낮은 유전상수의 절연물질; 및 칩 상에서 높은 전력 밀도를 관리하고 고온 환경에서 작업할 수 있는 능력을 향상시키기 위한 향상된 열 전달 물질.
가장 중요한 것은 이들 미래 기판 베이스가 10μm 미만의 라인폭 (트레이스들:traces)의 특징 사이즈를 허용하는 생산 기술에 기여할 필요가 있다는 점이다. 이들 문제점을 해결하고 전자 부품의 추가 소형화를 달성하기 위한 열쇠는 극히 얇고 협소하고 매우 잘 제어되는 탄성 전도층(금속성, 유전성 또는 하이브리드)을 높은 박리 강도(peel strength)를 갖고 결과적으로 10μm 미만 및 1μm 미만의 보다 가는 배선들 및 트레이스 간격이 형성되는 유전체 기판 베이스 상에 달성하는 데 있다.
비록 현재 방법이 유리와 같은 투명한 전사 물질로부터 구리와 같은 다양한 물질을 또 다른 유리와 같은 부품 기판에 증착하는 것을 해결한다 하더라도, 본원의 설명에서는 종래의 회로 기판에 대해 물질의 순방향 증착에 관한 논의를 진행할 것이다. 본 발명의 기술은 다양하고 적절한 절연 타겟 기판과 결합하여 전기, 광학 및 자기 회로에 대해 동등하게 타당하고 유리하다. 본 발명의 기술은 자기 집속된 버스트 펄스열 및 최종 필라멘트를 이용하여 극히 작은 특징부를 기입하기 위한 가는 팁이 구비된 "펜슬(pencil)"을 발생시켜 달성된 극히 잘 제어되는 단면적 기하구조를 갖는 극히 가는 라인 증착에 관한 것이다. 이들은 리토그래피용 광학 마스크(심지어는 EUV 마스크)를 보수하는 경우에서와 같이 회로일 필요는 없다. 어떤 물질의 증착 공정에서는 본원에 설명된 것 이상으로 매우 넓은 적용범위를 갖는 본원 발명의 기술 및 구조로 전환시킬 강력한 동기를 생성시키도록 실제로 비용을 조정할 수 있다. 어떤 다른 물질 위에 증착되는 임의의 물질은 모사된 다음 이 기술을 적용하여 개선될 수 있고, 그 결과 이용되는 광학 시스템을 위한 회절 한계 이하가 되고 부수적인 특징이 제어된다.
종래의 인쇄 회로 기판(PCB)은 구리층을 갖는 적어도 한쪽 면 상에 완전히 수지 경화된 유리섬유 강화 에폭시 유전체 기판 베이스 클래드(clad)로 구성된다. 현재, 구리를 베이스에 부착하는 기술은 다음과 같은 세 가지 주류 산업 표준 방법이 있다: 전기분해/전기영동 증착; 호일 보강(경화되지 않은 라미네이트 상에 적층된 호일); 및 RCC (수지 코팅 구리). 이들 각각의 방법에서는 구리를 기판 베이스에 부착하기 위한 수지상 구조(dendritic structure)가 이용된다.
첫 번째 방법의 경우, 기판은 결합 표면을 거칠게 처리하고/하거나 구리 증착 이전에 기판 상에서 경화되는 결합제를 도포하여 제조된다. 구리의 증착은 구리층의 높은 박리 강도를 유지하기 위해 기판 표면에 대한 수지상 부착을 달성하기에 충분할 정도로 두꺼워야 한다. 일반적으로, 이 방법은 0.007 인치(7mils) 두께인 구리층을 필요로 한다. 이러한 두께는 라인폭(트레이스들) 및 트레이스 간격의 한계를 제어한다. 이러한 제품은 적당한 박리 강도 특성을 달성하는데 필요한 수지상 구조의 물리적 특성에 의해 제한되기 때문에 20μm (0.0008인치) 미만 폭의 트레이스 및 트레이스간격을 수용할 수 없다.
두 번째 방법에서는, 적층 프레스 공정에서 열 및 압력에 의해 경화되지 않은 유전체 기판에 구리 호일이 고정된다. 다시, 이 방법에 의해 제조된 제품들은 적당한 박리 강도 특성은 물론, 관련 에칭 공정 단계에서 구리에 미치는 에칭 인자 효과를 달성하는데 필요한 수지상 구조의 물리적 특성에 의해 제한되기 때문에 20μm (0.0008인치) 미만 폭의 트레이스 및 트레이스간격을 수용할 수 없다.
세 번째 방법에서는, 접착제 (이것은 통상 기판층 베이스가 경화되지 않은 수지를 제외하고 이루어진 동일 수지임)를 사용하여 기판 표면에 얇은 구리 호일이 고정된다. 여기서, 깊은 수지상 구조는 접착제로 코팅되기 전에 구리 호일 상에 형성된다. 또한, 이 방법은 0.0007 인치 두께의 구리층을 필요로 한다. 이 방법에 의해 제조된 제품은 관련 에칭 공정 단계에서 구리에 미치는 에칭 인자 효과 및 수지상 구조의 물리적 특성 때문에 20μm (0.00098인치) 미만 폭의 트레이스 및 트레이스간격을 수용할 수 없다.
현재, 이 방법에 대한 대체 방법으로서, 순방향 레이저 증착 방법이 사용되고 이 방법은 다수의 공공 및 민간 연구소에 의해 개발이 진행중에 있다. 융제 기술(ablative techniques)은 매우 양호한 순방향 모멘텀 전달을 제공하지만, 미세 피치, 미세 CD(임계 치수(critical dimension), 발생될 특징부의 폭) 제어 또는 단면적 충실도(fidelity)를 생성할 수 없다. 이들 기술에서는 본 발명과 같이 캐리어 내부에 또는 캐리어 상에 빔을 집속시키는 표준 방법이 이용되지만, 유사성 정지가 존재한다.
LCD 제조 산업에서, 모든 TFT (박막 트랜지스터)는 리토그래피 기법을 이용하여 제조된다. 각각의 화소의 각각의 트랜지스터를 턴 온시키기 위한 수 킬로미터의 박막 배선이 존재하고 제조시 와이어 연결해제는 일반적인 에러이다. 끊어진 와이어는 에어 윈도우 캡으로 덮여지고 크롬(Cr) 가스로 충전된다. 레이저 빔은 해당 영역을 스캔하고 원자들을 타겟 기판을 향해 이동시키며 타겟 상에서 완화됨으로써 전기적 접속을 이룬다. 이 방법은 CVD (화학 기상 증착법)으로 알려져 있고 고도로 숙련된 기술자들이 기계를 작동시킬 것을 요구하는 비용이 많이 드는 보수 방법이다. Cr 가스는 유독성이며 친환경적이지 못하고, 이 기술의 단점들 중의 하나이다. 값싸고 친환경적인 대체 기술이 없기 때문에, 리토그래피 산업에서는 보수용 CVD가 사용된다.
기판 상에 순방향 증착하는 공정은 레이저 빔에 투명하고 (레티클 또는 LCD의 경우, PCB 또는 Cr의 경우, 구리와 같은) 전사될 해당 물질로 바닥면 상에 코팅된 (유리 같은) 캐리어 물질을 통해 빛의 초고속 레이저 펄스 버스트를 통과시키고 구리의 배면 상에서 전자들을 캐리어 기판으로부터 물질을 상승시키는 몇몇 제 1 서브펄스로 여기(exciting)시킴으로써 달성된다. 다음번 몇몇 펄스들이 캐리어 기판을 통과하게 되고 상승할 임의의 물질과는 마주하지 않고 매우 높은 발산각도로 캐리어를 통과하여, 현재 상승된 물질은 캐리어 물질과 인접한 타겟 기판 사이의 좁은 갭을 가로질로 그리고 구리를 타겟 기판 상에 융합시키는 방식으로 타겟 기판 상에 순방향 모멘텀으로 구리를 구동시키는 충격파에 의해 초음속으로 공간 내부에 보내진다. 그에 따라 증착된 이 물질은 기판을 향해 이동됨에 따라 증착된 물질의 표면 상에서 달성된 극히 높고 균일한 에너지 밀도에 의해 상기 공정에서 섬광 어닐링(flash annealing)된다. 이는 열적(thermal) 및 "탄도충격 어닐링(ballistic annealing)"을 위해 제공한다.
전사를 통해 함께 근접해 있는 인접 라인들 (또는 트레이스들)이 생성된다. 인접 라인들 간의 갭은 입사 레이저 빔의 "스폿 사이즈(spot size)" 보다 훨씬 작다. 이 스폿 사이즈는 캐리어 물질의 제 1 표면 상에 입사되는 레이저 빔의 직경이다. 기판과 캐리어는 상호 접촉하지 않을 것이다. 소정 상황하에서, 기판 및 캐리어는 원하는 결과에 따라 상호 접촉할 수 있다. 기판 및 캐리어는 일반적으로 2mm 이상 멀리 떨어지지 않게 근접 배치되어야 한다. 만약, 기판과 캐리어가 2mm 이상 떨어지면, 일부 물질들과 접하여 전사가 불완전해지거나 균일하지 않게 되는 문제점이 야기할 수도 있다. 순방향으로 증착된 물질의 기하구조 및 치수는 에너지 밀도(fluence), 스폿 사이즈, 초점 및 레이저 빔의 펄스 에너지에 의해 제어된다. 순방향의 증착물질의 사이즈는 스폿 사이즈 보다 훨씬 작지만, 다양한 중첩 패턴으로 레이저 빔의 다중 스캔 및 다중 통과가 이루어져 균일 또는 비균일 증착물질의 매우 큰 영역이 생성되는 제조 또는 생산 상황에서는 스폿 사이즈 보다 훨씬 클 수 있다.
본원에 개시된 바와 같이, 캐리어로 부터 물질을 제거하기 위한 필라멘트 팁을 적용하는 대신, 빔을 촘촘하게 집속하고 매우 작은 스폿 사이즈를 달성하기 위해 매우 높은 NA (개구수: numerical aperture)를 사용하는 것을 상정할 수 있다. 그러나, 레이저 빔은 초점 이후에 넓은 범위로 발산되어 최종 증착의 범위는 매우 넓어질 수 있다. 필라멘트 팁을 사용하면, 버스트 효과를 통해 물질 제거 및 어닐링된 "경화(cured)" 증착을 원활하게 수행하면서 레이저 빔을 회절 한계 이하에서 집속할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 캐리어 기판 위로 200 μm 지점에 초점이 형성되는 일반 렌즈를 이용하여 레이저 빔을 집속하여 캐리어 기판 아래로 1미크론 지점에 필라멘트 팁을 생성시킨 다음, 이 필라멘트 팁을 이용하여 타겟 기판을 향하고 있는 캐리어 기판으로부터 금속을 제거하는 데 있다. 도 6, 도 7 및 도 8을 참조하면, 버스트 펄스 엔벨로프 A, B 및 C 내에서의 서로 다른 버스트 패턴이 도시되고, 도 8에는 펄스 에너지들과 버스트 펄스 주파수들이 가변하는 엔벨로프 내에서의 펄스들이 도시되어 있다.
본 발명에서는 투명 캐리어 타겟을 통해 초고속 레이저 펄스에 의해 생성된 버스트 필라멘트의 에너지를 이용하여 부품 기판 베이스에 원하는 물질이 부착되고, 이러한 부착은 앞서 언급된 플래쉬 어닐링으로 인해 기판 베이스에 원하는 물질의 부착을 위해 수지상 구조를 필요로 하지 않는다. 이와 같이, 트레이스폭이 최소화된다. 버스트 초고속 레이저 공정의 부산물로서, 증착된 물질은 어닐링처리되고 작은 폭의 증착물질을 서브 마이크로미터 폭의 트레이스로 정밀하게 형성할 수 있다. 그러나, 순방향 증착 공정을 가능하게 한 레이저의 가장 중요한 특성은 증착된 물질의 단면적 기하구조이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래기술의 트레이스 및 초고속 레이저 펄스 에너지 전송에 의해 생성된 부품 기판 베이스의 트레이스를 볼 수 있다.
도 1을 참조하면, 도면 참조부호 1 및 3으로 표기되고 종래기술에 의해 생성된 트레이스는 깊고 불규칙한 고정 바닥부(anchoring bottoms)(9,11)에 의해 기판(13)에 고정된다. 에칭부(9,11)는 단면적 크기 또는 형상이 동일하지 않다. 트레이스(1,3)는 치수 화살표 5 및 7로 표시된 바와 같이 그 높이가 가변적이다. 고정 바닥부(9,11)는 동일하지 않고 기판(13) 상의 베이스 보다 넓게 연장되어 있다. 고정 바닥부(9,11)는 베이스 보다 넓기 때문에, 트레이스들(1,3) 간의 분리는 치수 화살표 (15)에 의해 표시된 바와 같이 최소한의 분리 거리로 표시된다. 따라서, 인접 트레이스들 간의 실제 동작 거리 분리는 치수 화살표(17)에 의해 도시된다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 방법에 의해 생성된 트레이스(19,21,23)는 인접 트레이스들 간의 동작 거리 분리가 치수 화살표(25)에 의해 표시된 바와 같이 종래기술에서 보다 훨씬 작다는 것을 알 수 있다. 트레이스(19,21,23)는 종래기술의 트레이스(1,3)에서 보다 폭이 좁은 상단부(27)를 갖는다. 본 발명의 트레이스는 종래기술에 비해 적은 트레이스 물질 질량을 구비지만, 보다 효율적으로 그리고 질서정연하게 배열된다.
도 2를 참조하면, 이들 트레이스의 상부 가장자리(31) 및 하부 가장자리(33)는 도포된 물질이 캐리어 기판 상에 도금된 일정한 두께의 물질로부터 분리됨에 따라 종래기술 보다 훨씬 날카롭다. 부착 영역 및 어닐링 영역은 도 2에서 어느정도 명확성을 위해 과정하여 도시되어 있으나, 실제로는 표시된 것 보다 훨씬 작게 도시되어 있으며 최종 증착된 물질의 치수(길이 및 폭) 보다는 작게 형성된다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 방법에 의해 기판(13)에 적용된 트레이스들은 종래기술에 의해 달성된 트레이스들 보다 폭이 좁고, 함께 더 근접 배치되며 단면적 기하구조에 있어서 치수적으로 더 근접해 있다. 순방향 증착물질의 배치는 물론, 이들 파라미터에 관한 제어 정도는 매우 높다. 이들 특성으로 인해 기판 상에서의 전반적인 부품 및 정밀한 부품 트레이스의 크기의 총 감소가 허용된다.
도 3 내지 도 5는 필라멘트가 투명 기판의 상면 아래에 발생하고 스폿 사이즈가 가변하는 순방향 증착 레이저 장치를 도시한 단면도이다, 도 3 내지 도 5는 물질(45)이 타겟 기판에 전사된 후의 상태를 도시하고 있다. 도 3은 입사 레이저 빔(35), 렌즈(37), 필라멘트(39F), 저장소(39R), 투명 캐리어와 물질(45) 간의 계면에 형성된 스폿(39), 물질(45)이 부착된 투명 캐리어(47), 및 부착 영역(51A)에 의해 표시된 바와 같이 기판(51) 위에 그리고 내부에 증착된 물질(49A)의 일부를 선으로 도시하고 있다. 필라멘트 직경은 2μm 이하이다. 예컨대, 투명 캐리어와 물질 간의 계면에 형성된 스폿(39)의 직경은 4-6μm이다. 투명 캐리어(47)의 상부에서의 스폿 사이즈(47S)의 직경은 50-200μm의 범위에서 조절될 수 있다. 예컨대, 갭(53)의 크기는 0.00mm-2mm의 범위에 있다.
도 4는 입사 레이저 빔(35), 렌즈(37A), 2μm의 직경과 팁(41T)을 갖는 필라멘트(41F), 저장소(41R), 투명 캐리어와 물질(45) 간의 계면에 형성된 스폿(41), 물질(45)이 부착된 투명 캐리어(47), 및 부착 영역(51B)에 의해 표시된 바와 같이 기판(51) 위에 그리고 내부에 증착된 물질(49B)의 일부를 선으로 도시하고 있다. 팁(41T)의 직경은 500mm 미만일 수 있다. 예컨대, 투명 캐리어(47)와 물질(45) 간의 계면에 형성된 스폿(41)의 직경은 필라멘트 팁(41)의 직경과 거의 동일하다. 투명 캐리어(47)의 상부에서의 스폿 사이즈(47S)의 직경은 50-200μm의 범위에서 조절될 수 있다. 도 4의 예에서는 타겟 기판(51)에 적용된 매우 얇은 잉크선(금속 또는 일부 다른 물질)이 생성될 수 있다. 예컨대, 갭(53)의 크기는 0.00mm-2mm의 범위에 있다. 도 4를 참조하면, 팁(41T)은 렌즈(37A)를 조절하여 필라멘트(41F)를 이동시켜 투명 캐리어(47)와 물질(45) 간의 계면으로 조절된다. 도 4A는 도 4와 거의 동일하지만 캐리어 기판(47)으로부터 물질(45)의 분리를 용이하게 해주는 부가 코팅층(45C)을 도시하고 있다. 이형 물질(release material)(45C)로서 ITO가 사용될 수도 있다.
도 5는 입사 레이저 빔(35), 렌즈(37B), 20μm의 직경과 팁(41T)을 갖는 필라멘트(44F), 저장소(41R), 투명 캐리어와 물질(45) 간의 계면에 형성된 스폿(43), 물질(45)이 부착된 투명 캐리어(47), 및 부착 영역(51C)에 의해 표시된 바와 같이 기판(51) 위에 그리고 내부에 증착된 물질(49C)의 일부를 선으로 도시하고 있다. 예컨대, 투명 캐리어(47)와 물질(45) 간의 계면에 형성된 스폿(43)의 직경은 20μm이다. 투명 캐리어(47)의 상부 상에서의 스폿 사이트(47S)의 직경은 50-200μm의 범위에서 조절될 수 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 가변하는 스폿 사이즈 및 캐리어 기판에 대한 필라멘트 위치를 갖는 순방향 증착 레이저 장치의 단면도가 도시되고 입사 레이저 빔이 렌즈를 통해 어떻게 집속되어 초점 허리가 투명 캐리어(47)와 증착될 물질(45)의 계면에서 가변 직경 거리에 위치하는 곳과 무관하게 필라멘트(39F, 41F 또는 42F) 및 스폿(39, 41 또는 43)이 형성되는지를 알 수 있다. 여기서 임계점은 궁극적인 기술의 해결방안을 정의하는 필라멘트의 위치이다. 또한, 최종 에너지는 전사될 물질을 손상시키지 않지만, 증착될 물질이 투명 캐리어로부터 깨끗하게 상승되고 에너지가 순방향 증착이 일어나도록 하고 증착될 물질이 에어갭(53)을 가로질러 점핑되어 트레이스들(49A, 49B, 49C)이 타겟 기판(51) 상에 융합될 때까지, 이 최종 에너지는 레이저 빔의 버스트 펄스 특징부로 인해 단계적으로 상기 전사될 물질 내부에서 보강된다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 실제로 평편한 투명 캐리어 물질(유리, 사파이어, Si, SiC 등)이 해당 물질(45)이 있는 평편한 면들 중 한 면 위에 코팅되어 캐리어(47)가 형성된다. 붕규산염 유리 등의 투명 물질 상에 박막을 증착하는 방법은 잘 알려져 있다. 도 4A에 도시된 바와 같이, ITO와 같은 이형 코팅층(45C)이 선택적으로 사용될 수 도 있다. 해당 물질(45)(일반적으로 비금속 및 메탈로이드, 유기 물질 및 폴리머는 물론, 크롬 또는 기타 금속 등의 전도성 금속)이 타겟 기판(51) 상에 특정 트레이스형태로 정밀하게 증착되어 손상된 회로 또는 트레이스(특수한 환경에서 부가적인 보수방법 또는 값비싼 저속 방법을 이용하는, 리토그래피를 위한 포스마스크, 또는 예컨대 LCD 회로의 경우)를 구비한 기존 기판에 대해 부가적인 보수가 가능해진다. 전술한 레이저 파라미터의 특정 조절을 통한, 버스트 초고속 레이저 펄스의 해당 입사빔(35)은 렌즈(37)를 통해 집속되어 가변(및 사용자 선택가능한) 크기의 초점 스폿이 투명 캐리어/증착될 물질의 계면(39,41,43)의 원하는 위치 상에 생성되어 한번에 증착되기 보다는 점진적으로(또는 서서히) 증착되는 물질 내부에서 충분한 에너지가 보강된다. 이러한 점진적인 에너지 보강의 결과, 증착될 물질은 투명 캐리어 물질로부터 유리되어, 증착될 물질(여전히 여자되어 가열 가능상태에 있음)이 부품 타겟 기판면에 융합되는, 캐리어 물질(47)과 부품 기판(51) 사이의 에어갭(53)을 가로질러 구동된다. 레이저 빔의 에너지 레벨, 특정 증착 물질 및 그 두께에 따라, 어닐링 "경화(curing)"가 일어날 수도 있다. 이들 공정의 타임 스케일은 레이저 광의 연속 펄스 또는 그 배수 간의 간격에서 발생한다.
이 기술의 장점은 디스플레이 모니터 또는 기타 다른 고가의 전자부품 기판을 보수하기 위해 정밀하게 폭이 제어되는 전도성 라인들(트레이스들)을 생성할 수 있는 능력에 있다. 레이저를 이용한 종래 방법에서는, 증착된 라인의 폭 또는 트레이스는 항상 해당 물질 및 기판 상에 입사하는 레이저 스폿 보다 더 크고, 양호하지 않은 단면적 기하구조로 매우 반복가능하지 않다.
또한, 버스트 레이저 펄스는 증착된 물질을 적절히 어닐링시킴은 물론, 50mn까지 감소되는 작은 트레이스 폭의 정밀한 증착이 가능해진다. 펄스 및 그 내부의 에너지 프로파일을 가변시킴으로써 공정 제어 정도를 증가시킬 수 있다. 필요한 증착의 정밀 위치를 도구 파일 내부에 로딩시킨 상태에서 레이저를 기판 상에서 스캐닝함으로써, 대형 포맷 장치 레이아웃이 이전에 산업에 이용할 수 없는 방식으로 부가적으로 보수될 수 있다. 한 가지 친환경적인 장점은 현재 보수 기술을 이용한 진공 하에서가 아닌, 대기조건에서 수행되는 기법(공정)에 있다. 크기가 약 25mm×50mm인 한쪽 카트리지는 수천 군데 결함부분에 대한 미세 납땜 보수에 사용될 수 있고, 새로운 카트리지를 변경시키는 것이 매우 용이하다. 도 12 및 도 12b 참조.
물리학 측면에서 이러한 이벤트를 설명하면, 레이저 빔의 단일 버스트 펄스의 서브 펄스 간의 시간은 증착될 물질의 열완화 시정수(thermal relaxation time constant) 보다 작다. 따라서, 레이저 에너지는 열방출 가능한 경우 보다 더 신속하게 버스트의 초점 스폿 영역에 있는 증착될 물질 내부에 전달됨으로써, 해당 물질의 에너지 양이 단계적으로 접지 상태로부터 증가하게 된다. 이렇게 됨으로써, 레이저 에너지 밀도가 증착될 물질에 입력되는 동작을 제어할 수 있어 물질의 코래터럴 데미지(collateral damage)가 감소되고 (레이저 삭마(laser ablation) 또는 표면 용융을 방지하기 위해) 온도 상승을 제어하면서 (증착 전사가 발생하도록) 물질이 접지 상태 이상으로 여자될 수 있다.
펄스 에너지는 항상 캐리어 물질의 손상을 피하기 위해 조절되고 잉크(코팅물질)의 삭마 임계값을 넘어 유지된다. 이것은 캐리어 기판으로부터 나온 파편(debris)이 제거되어 트레이스 상에서 부유하지 않도록 보장하기 위한 것이다.
초고속 레이저 펄스와 높은 반복율 버스트(>10 kHz)의 결합은 물질 가공 공정에서 과잉공급 가능성이 발생한다. 특히, 여기서 고 반복율은 각각의 초고속 레이저 펄스와 후속 초고속 레이저 펄스 간에 전사될 물질 내부에서의 진화공정을 제어하여 순방향 증착 공정을 가능하게 해준다.
펄스 지속시간, 레이저 빔 펄스의 파장 또는 펄스-형상은 새로운 물질 상호작용을 부여할 수 있고 초단 펄스 방식(<100 피코초)에서 레이저 물질 공정은 긴 펄스로 이용할 수 없는 장점이 있는 것으로 알려져 있다. 초단 레이저 펄스는 고 피크 세기를 제공함으로써 다광자(multi-photon)/터널 이온화, 및 전자 애벌런치 공정의 개시를 통해 물질을 개질한다. 초고속 레이저의 세기, 파장 및 펄스 지속시간/물질 상호작용을 조절함으로써, 수 많은 레이저 공정이 진행될 수 있고 그 결과, 너무 많은 코래터널 데미지가 초래되어 결과를 정당화하게 된다. 구리와 같은 양호한 열 전도체 금속과 관련하여, 레이저 펄스의 짧은 지속시간(100 kHz 이상의 고 반복율)은 상당한 열 방출효과의 전개가 발생할 수 있기 전에 금속 표면에 레이저 에너지가 입력됨에 따라 효율적인 에너지 결합을 보장해준다. 레이저 단일 펄스 지속시간, 펄스-대-펄스 분리, 버스트 당 펄스의 개수 및 버스트의 시간 기반 프로파일을 조절함으로써 물질의 두께를 위해 특정 시간 레이저 에너지 밀도가 물질에 입력되어 (삭마 또는 물질 및 주변 영역에서의 과도한 온도 상승과 같은) 반생산적 효과를 초래하는 임계 레벨 이하에서 레이저 에너지 밀도 레벨을 유지하면서 순방향 증착이 달성된다.
50 kHz에서 설정된 5W의 평균 파워, 12 ps의 펄스 지속시간, 1064 nm 파장을 갖고, 50 MHz의 버스트 주파수를 갖는 각각의 버스트 엔벨로프에 8개의 펄스를 갖는 또 다른 예의 레이저는 12.5 μJ/펄스를 제공할 것이다. 이것은 캐리어 상의 물질을 삭마하기에 충분한 약 2 MW 세기의 파워와 동등하고 임계 파워 경계값 내에 있어 유리 내부에서 필라멘트를 형성한다. 필라멘트는 기판을 손상시키거나 삭마시킬 정도로 강하지 않지만 대량으로 굴절율 수정을 수행할 것이다. 버스트 모드에서 작동하는 레이저의 경우, 버스트의 단일 펄스로 전체 공정을 수행할 수 있는데, 이 경우, 50 kHz에서 설정된 5W 파워, 12 ps의 펄스 지속시간은 유리에 필라멘트를 형성하고 캐리어 상의 물질을 제거하기에 충분한 μJ/펄스를 발생시킬 것이지만, 이러한 고 펄스 에너지로 인해 기판이 삭마되고 증착물 상에 파편이 발생될 가능성이 있다. 이러한 구성에서, 레이저 파워는 감소되어야 한다. 버스트 엔벨로프에 펄스가 많을 수록 몇몇 제 1 펄스는 물질의 상승 분리를 야기하고 전사시키지만 후속 서브 펄스들이 타겟 기판 상에 증착된 물질을 경화 및 어닐링 처리하는 것을 돕는다. 고 버스트 펄스 주파수(50 MHz)를 사용하면 우선 타겟 기판이 버스트에 있는 8개의 후속 펄스에 대해 안정적으로 보이고 사실상 펄스-대-펄스 타이밍이 물질 완화시간 보다 짧고 효율적인 축열 및 경화에 도움을 주며 경화를 수행하기 위해 열이나 또 다른 레이저를 이용할 필요가 없기 때문에 매우 유용하다.
10 fs 내지 1 ns의 펄스폭, 1Hz 내지 2MHz의 반복율, 버스트 펄스 엔벨로프의 1 내지 50 펄스를 갖는 펄스 버스트, 및 1 내지 200 W의 레이저 파워는 순방향 증착공정을 위해 사용될 수 있다. 350 nm 내지 2 nm의 레이저 파장이 사용될 수 있다. 단파장은 훨씬 좁은 증착폭을 갖는 장정이 있다.
순방향 증착의 실제 메카니즘은 다음과 같다. 초고속 레이저 펄스의 적절한 크기의 버스트를 투명 캐리어 기판(캐리어 매체 시트의 저면)과 전사될 물질의 얇은 코팅층 사이의 계면에 형성된 초점 스폿에 인가할 때, 전사될 물질의 "배면"에는 자유전자의 열 구름이 생성되어 상기 물질은 캐리어 기판 표면으로부터 깨끗하게 "팝 오프(pop off)"(에너지 밀도의 스폿을 경계짓는 선명한 라인으로)되고 융합에 의해 2mm 미만 떨어져 위치한 부품 기판 상에 증착된다.
이러한 순방향 증착은 단지 몇몇 레이저 펄스 내에서만 신속하게 발생하고 이때 레이저 빔은 또 다른 위치에 자유롭게 배치되거나 보다 복잡하고 연속된 트레이스 패턴을 따라 후속한다. 증착될 물질의 두께 및 캐리어 기판과 부품 기판 간의 갭이 불변 상태로 유지되는 한, 레이저 빔을 재집속하거나 빔의 에너지 파라미터를 조절할 필요는 없다.
레이저 전달 ("가공") 시스템
여러 타입의 레이저 전달 시스템이 현재 이용 가능하다는 것은 해당 기술분야에서 잘 알려져 있다. 모든 레이저 전달 시스템은 공통적으로 적어도 두 가지 동작을 갖는다: 이들 시스템은 가공물 상에서 입사 레이저 빔의 위치를 변경시키고 다양한 레이지 집속, 파워 및 전달 파라미터의 조절을 허용한다. 이 시스템은 가공물을 레이저 빔 주변에서(예컨대,X-Y 평면에서 병진운동가능한 테이블을 통해) 이동시킬 수 있고, 레이저 빔을 가공물 주변에서(예컨대, 조향 미러를 통해) 이동시키거나 이들 두 가지 방법의 조합을 이용할 수도 있다.
도 9는 유리 기판에 필라멘트를 형성할 수 있는 레이저 가공 시스템(70)의 일례를 도시한 것이다. 이 레이저 가공 시스템은 버스트 모드 펄스열에, 바람직하기로는 100 피코초 미만의 펄스폭을 제공할 수 있고 적절한 빔 조향 광학기기 어셈블리를 갖춘 초고속 레이저(70)를 구비함으로써, XY 평면(세타, θ)의 회전 스테이지, 3D XYZ 병진 스테이지, 및 조정 제어 아키텍처의 X축(감마, γ)에 대해 빔 또는 일부분을 팁핑(tipping)하기 위한 축을 구비하는 다중축 회전 및 병진 스테이지에 레이저 빔이 전달될 수 있다. 도시된 실시예에서, 빔은 보존-조절 광학부재(74)(예: 추다로 조절되거나 조작될 수 있는 약하게 집속된 스폿을 전달할 수 있는 포지티브 또는 네가티브 렌즈 또는 이들 렌즈의 조합), 빔 샘플링 미러(76), 파워 미터(78), X-Y 스캐너(80), 최종 집속렌즈(82), 및 가공물(86)(유리 기판)을 위치시키기 위한 서보-제어 스테이지(84)를 통해 조작된다. 연결해제 좌표를 알고 있음으로 해서, 비전 시스템(80V)은 연결해제 위치를 정밀하게 찾은 후 운영자가 보수할 수 있다.
도 10 및 도 11은 비 텔레센트릭 렌즈(110)(도 10) 및 텔레센트릭 렌즈(110)(도 11)(non-telecentric and telecentric lenses)를 이용하여 X-Y 스캐너(80)의 제어를 통해 다중축 제어능력을 보여주는 실시예를 도시한 것이다. X(감마)축을 중심으로 한 회전이 수행될 수도 있다. 다른 광학 구성의 구현이 가능하다는 것을 이해해야 한다.
도 12a는 LCD 장치 상의 트레이스들을 프린트하거나 보수하기 위해 레이저 시스템의 일례를 도시한 개략 평면도이다. 도면 참조부호 47은 증착될 물질이 부착된 캐리어 기판을 나타낸다. 레이저 헤드(97)의 X-Y 이동이 도 12a에 예시되어 있는바, 이 레이지 헤드(97)는 타겟 기판(90) 위에 개략적으로 예시되어 있다. 타겟 기판(90)은 화강암(또는 다른 치수적으로 안정된) 지지대 위에 배치된 빔(91,92)에 의해 지지된다. 레일(95,96)은 도 12a에 도시된 바와 같이 레일(95,96)을 따라 X 방향으로 이동 가능한 가이동 아암(movable arm)(98)을 지지한다. 가이동 아암(98)은 상기 가이동 아암(98)을 X 축방향으로 정밀하게 위치시키는 컨트롤러 및 모터에 의해 구동된다. 이와 마찬가지로, 레이저 헤드(97)는 도 12a에 도시된 바와 같이 모터 및 컨트롤러에 의해 구동되고 Y 방향으로 가이동 아암(98)을 따라 정밀하게 이동 가능하게 위치한다.
도 12b는 LCD 상의 트레이스들을 프린트하거나 보수하기 위해 순방향 증착 공정에 사용되는 도 12a에 도시된 레이저 시스템의 일례를 도시한 개략 측면도이다. 도 12b는 캐리어 기판(47)이 위치하는 지지대(91A,91B)를 도시하고 있다. 종종 잉크로 지칭되는 증착될 물질은 캐리어 기판(47)에 부착된다. 도 12b는 필라멘트 위치의 제어를 위해 수직 Z 방향으로 헤드(97)가 어떻게 움직이는지를 도시하고 있다. 조절 렌즈(도시 생략됨)가 레이저 헤드(97)와 캐리어 기판(47) 사이에 배치되다.
가이동 아암(98)은 레일 수단을 구비하고, 레이저 헤드(97)를 Y 방향으로 위치시키기 위한 모터(97M) 또는 다른 수단을 구비한다. 또한, 레이저 헤드는 원하는 대로 빔 필라멘트를 조절하기 위해 Z 방향으로 이동 가능하다. 수직 레일(97V)은 레이저 헤드(97)가 수직방향(Z 방향)으로 이동하는 것을 가능하게 해준다. 또한, 레이저 헤드(97)와 사용하기 위해 선택된 분산 초점 렌즈가 구성될 수도 있다.
다중축 회전 및 병진 제어기능을 갖는 전술한 장치는, 버스트 초고속 레이저 펄스를 이용하여 순방향 증착을 달성하는 경우, 가변 초점 위치, 비정상 입사각, 복잡한 트레이스 기하구조를 생성하기 위한 가변 레시피 제어위치에 있는 가공물(들) 상에 빔을 위치시킬 수 있으나, 현재 이용되는 종래기술을 이용하지는 않는다. 당업자라면 이들 모든 축은 모든 적용예에 필요하지 않으며 일부 적용예는 단순한 시스템 구성을 지님으로써 유리할 것이라는 것을 이해할 것이다. 더욱이, 도시된 장치는 본 발명의 실시예의 한 가지 일례에 불과하며 이러한 실시예는 장치 제조업체에 의해 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 기판, 응용 및 부분 제시를 위해 변경, 수정 또는 결합될 수 있음을 이해해야 한다.
순방향 증착 방법론
물질을 유전체 기판 상에 순방향으로 증착하는 단계들은 다음과 같다:
레이저 펄스의 버스트를 포함하는 레이저 빔을 제공하는 단계;
상기 레이저 빔을 상기 증착될 물질 위에 집속할 수 있고 상기 레이저 빔과 상기 증착될 물질 간의 상대적 이동을 가능하게 하는 레이저 빔 전달 시스템을 제공하는 단계;
물질이 한쪽 면에 부착되어 있고 내부에서 적절히 조절된 필라멘트를 생성하는 투명 캐리어 기판을 제공하는 단계;
물질이 한쪽 면에 부착되어 있는 투명 캐리어 기판을 2mm이상 이격되지 않게 유전체 기판에 인접 배치되는 구성으로 적층하되, 상기 투명 캐리어 기판을 상기 유전체 기판과 버스트 초고속 레이저 빔 펄스를 발생시킬 수 있는 레이저 빔 소스 사이에 위치시키는 단계;
상기 레이저 빔 소스로부터 발생된 레이저 에너지 펄스가 렌즈 집속 어셈블리를 통과하도록 하는 단계;
상기 레이저 빔 소스에 대한 상기 렌즈 집속 어셈블리의 상대적인 거리 및/또는 각도를 조절하여 상기 레이저 에너지 펄스를 상기 투명 캐리어 기판과 상기 증착될 물질의 계면에 형성된 레이저 에너지 밀도의 스폿 내부에 집속시키는 단계;
에너지 밀도 레벨을 상기 기판 상에 증착될 물질의 순방향 증착을 보장하기에 충분한 세기로 조절하는 단계;
적절한 파장, 적절한 버스트 펄스 반복율 및 상기 렌즈 집속 어셈블리를 통해 상기 레이저 빔 소스에서 타겟으로 전달되는 적절한 버스트 펄스 에너지로 레이저 펄스들 중 적어도 하나의 버스트를 인가하는 단계-상기 증착될 물질 위의 스폿에 인가된 전체 펄스 에너지의 양 또는 에너지 밀도는 필라멘트 형성을 통해 순방향 증착을 개시하고 전파하는데 요구되는 임계 에너지 레벨 보다 크고 삭마 가공에 요구되는 임계 에너지 레벨 보다 작음-; 및
일련의 원하는 트레이스들이 기판 상에 증착되었을 때 상기 레이저 펄스 버스트를 중지하는 단계를 포함하는 방법.
본 발명은 그 응용이 상세한 설명에 개시되고 도면에 예시된 부품들의 배치에 한정되지 않는 다는 것을 이해해야 한다. 본 발명은 다른 실시예들을 구현할 수 있고 다양한 단계들로 수행될 수 있다. 또한, 본원에 사용된 표현 및 용어는 설명하기 위해 의도된 것으로서 한정하는 것으로 간주되어서는 안 된다는 것을 이해해야 한다. 이와 같이, 당업자라면 본 개시내용의 기반이 되는 개념은 본 발명의 여러 목적을 달성하기 위한 다른 구조, 방법 및 시스템의 설계의 근거로서 용이하게 이용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 특허청구범위가 본 발명의 사상 및 범위를 일탈하지 않는 한 그러한 균등 구조를 포함하는 것으로 간주되어야 한다는 사실은 중요하다.
13; 기판
19, 21, 23; 트레이스
31; 트레이스 상부 가장자리
33; 트레이스 하부 가장자리
35; 레이저 빔
37; 렌즈
39F: 필리멘트
39; 스폿
45; 물질
51; 타겟 기판

Claims (20)

  1. 물질을 타겟 기판 상에 순방향으로 증착하는 방법으로서,
    서브 펄스를 갖는 버스트 펄스 엔벨로프를 포함하는, 레이저 빔의 초고속 레이저 펄스의 버스트를 발생시키는 단계;
    상기 레이저 빔을 상기 레이저 빔의 회절 한계 이하에서 집속하는 단계;
    전사될 물질이 이전에 코팅된 하부면을 가지며 상기 레이저 빔에 투명한 캐리어 기판을, 상기 집속된 레이저 빔의 초고속 레이저 펄스 버스트가 통과하도록 하는 단계;
    상기 레이저 빔의 펄스의 버스트의 제 1 서브 펄스들로, 상기 물질로 코팅된 상기 캐리어 기판의 하부면 상의 전자를 여기(exciting)시키는 단계;
    상기 캐리어 기판으로부터 상기 물질을 상승시키는 단계;
    상기 레이저 빔 펄스의 버스트의 후속 서브 펄스가 상기 캐리어 기판을 계속하여 통과하도록 하여 상승시킬 물질을 만나지 않으면서 상기 캐리어 기판을 통과하도록 하는 단계;
    상기 캐리어 기판과 상기 타겟 기판 간의 좁은 갭을 가로질러 상기 타겟 기판 상으로 순방향 모멘텀으로 상기 물질을 구동시키는 충격파에 의해, 현재 상승된 물질을 초음속으로 상기 타겟 기판 상에 전달하는 단계; 및
    상기 물질을 상기 타겟 기판의 표면 및 내부로 융합하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 융합된 물질이 상기 타겟 기판을 향해 이동되면서 상기 융합된 증착물질의 상기 표면 상에서 달성된 균일한 에너지 밀도에 의해 상기 융합된 물질을 플래쉬 어닐링하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 캐리어 기판은 유리이고, 상기 타겟 기판은 유전성을 지니고 상기 물질은 전도성을 지닌 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 캐리어 기판은 붕규산염 유리, Si 웨이퍼, 및 사파이어로 구성된 그룹으로 부터 선택되고, 상기 물질은 구리, 크롬, SiC, GaN, 도핑된 산화물 유리, 금, 유기 물질, 나노입자 및 폴리머로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 레이저 빔을 상기 레이저 빔의 회절 한계 이하에서 집속하는 단계는 비선형 집속 장치를 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 캐리어 기판 위로 200 μm 떨어진 지점에 주 초점을 생성하되, 상기 캐리어 기판 아래로 1μm 떨어진 지점에 필라멘트 팁을 생성하도록 상기 레이저 빔을 집속한 다음, 상기 타겟 기판을 향하는 상기 캐리어 기판으로부터 상기 물질을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 레이저 빔의 상기 펄스는 상기 캐리어 기판에 투명한 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 필라멘트 팁 사이즈는 상기 레이저 빔의 상기 펄스의 파장에 의존하고, 상기 레이저 빔의 상기 펄스의 파장은 상기 캐리어 기판에 투명한 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 청구항 6에 있어서, 레이저 에너지가 상기 물질에 의해 열 방출 가능한 경우 보다 신속하게 버스트의 레이저 팁에서 상기 물질 내부로 전달되어, 상기 물질 내의 에너지가 접지 상태로부터 단계적으로 증가하게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 레이저 빔과 상기 물질 간의 상대적인 움직임을 가능하게 하는 단계; 및
    상기 물질의 트레이스를 상기 타겟 기판 상에 생성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 캐리어 기판 및 상기 타겟 기판에 부착된 상기 물질의 분리상태를 2mm 이하로 유지하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 물질을 상기 타겟 기판의 표면 및 내부에 융합하는 단계는 상기 물질을 동시에 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 청구항 11의 방법에 의해 제조된, 물질의 라인 증착을 갖는 타겟 기판.
  14. 물질을 기판 상에 순방향으로 증착하는 방법으로서,
    레이저 펄스의 버스트를 포함하는 레이저 빔을 제공하는 단계;
    상기 레이저 빔을 상기 레이저 빔의 회절 한계 이하에서 상기 증착될 물질 위에 집속할 수 있고 상기 레이저 빔과 상기 증착될 물질 간의 상대적 이동을 가능하게 하는 레이저 빔 전달 시스템을 제공하는 단계;
    물질이 한쪽 면에 부착되어 있고 내부에서 필라멘트를 생성하는 투명 캐리어 기판을 제공하는 단계;
    물질이 한쪽 면에 부착되어 있는 상기 투명 캐리어 기판을 2mm이상 이격되지 않게 기판에 인접 배치되는 구성으로 적층하되, 상기 투명 캐리어 기판을 상기 기판과 버스트 초고속 레이저 빔 펄스를 발생시킬 수 있는 레이저 빔 소스 사이에 위치시키는 단계;
    상기 레이저 빔 소스로부터 발생된 레이저 에너지 펄스가 렌즈 집속 어셈블리를 통과하도록 하는 단계;
    상기 레이저 에너지 펄스를 상기 투명 캐리어 기판과 상기 증착될 물질의 계면에 형성된 레이저 에너지 밀도의 스폿 내부에 집속시키도록, 상기 레이저 빔 소스에 대한 상기 렌즈 집속 어셈블리의 상대적인 거리와 각도 중 적어도 하나를 조절하는 단계;
    에너지 밀도 레벨을 상기 기판 상에 증착될 물질의 순방향 증착을 보장하기에 충분한 세기로 조절하는 단계;
    버스트 펄스 반복율 및 상기 렌즈 집속 어셈블리를 통해 상기 레이저 빔 소스에서 타겟으로 전달되는 버스트 펄스 에너지로, 상기 캐리어 기판에 투명한 파장의 레이저 펄스들 중 적어도 하나의 버스트를 인가하는 단계-상기 증착될 물질 위의 스폿에 인가된 전체 펄스 에너지의 양 또는 에너지 밀도는 필라멘트 형성을 통해 순방향 증착을 개시하고 전파하는데 요구되는 임계 에너지 레벨 보다 크고 삭마 가공에 요구되는 임계 에너지 레벨 보다 작음-;
    상기 물질을 상기 기판의 표면 및 내부로 융합하고 이와 동시에 상기 물질을 경화시키는 단계; 및
    일련의 원하는 트레이스들이 기판 상에 증착되었을 때 상기 레이저 펄스 버스트를 중지하는 단계를 포함하는 방법.
  15. 청구항 14에 있어서, 붕규산염 유리, Si 웨이퍼, 및 사파이어로 구성된 그룹으로 부터 상기 캐리어 기판을 선택하고, 구리, 은, 크롬, 알루미늄, SiC, GaN, 도핑된 산화물 유리, 금, 유기 물질, 나노입자 및 폴리머로 구성된 그룹으로부터 상기 물질을 선택하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 청구항 14의 방법에 제조된, 물질의 라인 증착을 갖는 타겟 기판.
  17. 청구항 1에 있어서, 상기 물질을 상기 타겟 기판의 표면 및 내부에 융합하는 단계는 상기 물질을 동시에 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 물질을 기판 상에 순방향으로 증착하는 방법으로서,
    레이저 펄스의 버스트를 포함하는 레이저 빔을 제공하는 단계;
    상기 레이저 빔을 상기 레이저 빔의 회절 한계 이하에서 상기 증착될 물질 위에 집속할 수 있고 상기 레이저 빔과 상기 증착될 물질 간의 상대적 이동을 가능하게 하는 레이저 빔 전달 시스템을 제공하는 단계;
    물질이 한쪽 면에 부착되어 있고 내부에서 필라멘트를 생성하는 투명 캐리어 기판을 제공하는 단계;
    물질이 한쪽 면에 부착되어 있는 상기 투명 캐리어 기판을 2mm이상 이격되지 않게 기판에 인접 배치되는 구성으로 적층하되, 상기 투명 캐리어 기판을 상기 기판과 버스트 초고속 레이저 빔 펄스를 발생시킬 수 있는 레이저 빔 소스 사이에 위치시키는 단계;
    상기 레이저 빔 소스로부터 발생된 레이저 에너지 펄스가 렌즈 집속 어셈블리를 통과하도록 하는 단계;
    상기 레이저 에너지 펄스를 상기 투명 캐리어 기판과 상기 증착될 물질의 계면에 형성된 레이저 에너지 밀도의 스폿 내부에 집속시키도록, 상기 레이저 빔 소스에 대한 상기 렌즈 집속 어셈블리의 상대적인 거리와 각도 중 적어도 하나를 조절하는 단계;
    에너지 밀도 레벨을 상기 기판 상에 증착될 물질의 순방향 증착을 보장하기에 충분한 세기로 조절하는 단계;
    상기 렌즈 집속 어셈블리를 통해 상기 레이저 빔 소스에서 상기 물질로, 1Hz 내지 2 MHz의 버스트 펄스 반복율, 10fs 내지 1ns 미만의 펄스폭, 1μJ 내지 100μJ의 버스트 펄스 에너지, 1 내지 200W의 레이저 파워로, 상기 캐리어 기판에 투명한 350nm 내지 2μm의 파장의 버스트당 1 내지 50개의 서브 펄스를 갖는 레이저 펄스들 중 적어도 하나의 버스트를 인가하는 단계-상기 증착될 물질 위의 스폿에 인가된 전체 펄스 에너지의 양 또는 에너지 밀도는 필라멘트 형성을 통해 순방향 증착을 개시하고 전파하는데 요구되는 임계 에너지 레벨 보다 크고 삭마 가공에 요구되는 임계 에너지 레벨 보다 작음-;
    상기 물질을 상기 기판의 표면 및 내부로 융합하고 이와 동시에 상기 물질을 경화시키는 단계; 및
    일련의 원하는 트레이스들이 기판 상에 증착되었을 때 상기 레이저 펄스 버스트를 중지하는 단계를 포함하는 방법.
KR1020140161788A 2013-11-19 2014-11-19 버스트 초고속 레이저 펄스 에너지 전송에 의한 기판 상에서의 순방향 증착방법 및 장치 KR101736398B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361906309P 2013-11-19 2013-11-19
US61/906,309 2013-11-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150058075A KR20150058075A (ko) 2015-05-28
KR101736398B1 true KR101736398B1 (ko) 2017-05-29

Family

ID=52023167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140161788A KR101736398B1 (ko) 2013-11-19 2014-11-19 버스트 초고속 레이저 펄스 에너지 전송에 의한 기판 상에서의 순방향 증착방법 및 장치

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10252507B2 (ko)
EP (1) EP2873751B1 (ko)
JP (1) JP6181031B2 (ko)
KR (1) KR101736398B1 (ko)
CN (1) CN104674212B (ko)
DK (1) DK2873751T3 (ko)
LT (1) LT2873751T (ko)
TW (1) TWI570775B (ko)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2952633C (en) 2014-06-20 2018-03-06 Velo3D, Inc. Apparatuses, systems and methods for three-dimensional printing
US10384306B1 (en) 2015-06-10 2019-08-20 Seagate Technology Llc Laser cutting array with multiple laser source arrangement
WO2017015217A2 (en) * 2015-07-20 2017-01-26 Velo3D, Inc. Transfer of particulate material
WO2017079091A1 (en) 2015-11-06 2017-05-11 Velo3D, Inc. Adept three-dimensional printing
US20170239719A1 (en) 2016-02-18 2017-08-24 Velo3D, Inc. Accurate three-dimensional printing
KR101877452B1 (ko) * 2016-05-19 2018-08-09 한국기계연구원 도전 물질의 패터닝 장치 및 방법
US11691343B2 (en) 2016-06-29 2023-07-04 Velo3D, Inc. Three-dimensional printing and three-dimensional printers
JP6775822B2 (ja) * 2016-09-28 2020-10-28 三星ダイヤモンド工業株式会社 脆性材料基板の分断方法並びに分断装置
WO2018064349A1 (en) 2016-09-30 2018-04-05 Velo3D, Inc. Three-dimensional objects and their formation
US20180126461A1 (en) 2016-11-07 2018-05-10 Velo3D, Inc. Gas flow in three-dimensional printing
WO2018129089A1 (en) 2017-01-05 2018-07-12 Velo3D, Inc. Optics in three-dimensional printing
WO2018160807A1 (en) 2017-03-02 2018-09-07 Velo3D, Inc. Three-dimensional printing of three dimensional objects
WO2018183396A1 (en) 2017-03-28 2018-10-04 Velo3D, Inc. Material manipulation in three-dimensional printing
JP6888809B2 (ja) * 2017-03-30 2021-06-16 三星ダイヤモンド工業株式会社 金属膜付き脆性材料基板の分断方法並びに分断装置
DE102018005010A1 (de) * 2017-07-13 2019-01-17 Wika Alexander Wiegand Se & Co. Kg Transfer und Aufschmelzen von Schichten
US10272525B1 (en) 2017-12-27 2019-04-30 Velo3D, Inc. Three-dimensional printing systems and methods of their use
US10144176B1 (en) 2018-01-15 2018-12-04 Velo3D, Inc. Three-dimensional printing systems and methods of their use
KR102337659B1 (ko) * 2018-02-21 2021-12-09 삼성전자주식회사 금형 검사 장치 및 금형 검사 방법
EP3543371B1 (en) 2018-03-22 2021-01-06 Fundación I + D Automoción y Mecatrónica Continuous laser induced forward transfer of material system
CN117715492A (zh) * 2018-06-20 2024-03-15 信越化学工业株式会社 转移装置、转移方法、掩膜和显示器的制造方法
CN110039205B (zh) * 2019-04-30 2021-07-20 大族激光科技产业集团股份有限公司 Led晶圆片的加工方法
CN110422993A (zh) * 2019-07-03 2019-11-08 大族激光科技产业集团股份有限公司 激光焊接方法及装置
KR20230047214A (ko) 2019-07-26 2023-04-06 벨로3디, 인크. 3차원 물체 형상화에 대한 품질 보증
CN110568023A (zh) * 2019-08-01 2019-12-13 国网浙江省电力有限公司温州供电公司 一种气体传感器及其制备方法
FR3102377B1 (fr) * 2019-10-29 2022-03-18 Univ Bordeaux Equipement et procédé de dépôt par projection de particules par ondes de choc laser
CN110753454B (zh) * 2019-12-04 2020-08-18 广东工业大学 一种用于精细线路的成型及修复方法
CN110972406B (zh) * 2019-12-04 2020-07-28 广东工业大学 一种用于精细线路的修复方法
CN115341180A (zh) * 2022-07-29 2022-11-15 松山湖材料实验室 激光扫描溅射部件
DE102022114645A1 (de) 2022-06-10 2023-12-21 Trumpf Laser Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Verarbeiten mindestens eines Teilbereichs eines Schichtsystems
FR3141092A1 (fr) 2022-10-20 2024-04-26 Poietis Manipulation et transfert d’objets par propulsion
FR3141091A1 (fr) 2022-10-20 2024-04-26 Poietis Impression d’objets a partir d’un puits
CN116002991B (zh) * 2023-02-10 2023-07-04 广东工业大学 一种多层复合薄膜及其在激光精密成型中的应用

Family Cites Families (84)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5107510A (en) 1989-09-29 1992-04-21 Seguin Herb J J Apparatus and method for burst-mode operation of a pulsed laser
RU2024441C1 (ru) 1992-04-02 1994-12-15 Владимир Степанович Кондратенко Способ резки неметаллических материалов
US5567336A (en) 1994-10-24 1996-10-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Laser ablation forward metal deposition with electrostatic assisted bonding
US7218448B1 (en) 1997-03-17 2007-05-15 The Regents Of The University Of Colorado Extended depth of field optical systems
JP2724993B2 (ja) 1995-08-31 1998-03-09 株式会社小松製作所 レーザ加工装置およびレーザ装置
JPH1124103A (ja) * 1997-07-01 1999-01-29 Hitachi Ltd 液晶表示素子とその製造方法および製造装置
US6407360B1 (en) 1998-08-26 2002-06-18 Samsung Electronics, Co., Ltd. Laser cutting apparatus and method
US6177151B1 (en) * 1999-01-27 2001-01-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Matrix assisted pulsed laser evaporation direct write
US6552301B2 (en) 2000-01-25 2003-04-22 Peter R. Herman Burst-ultrafast laser machining method
CA2332154C (en) 2000-01-25 2009-09-15 Peter R. Herman Burst-ultrafast laser machining method
US6417485B1 (en) 2000-05-30 2002-07-09 Igor Troitski Method and laser system controlling breakdown process development and space structure of laser radiation for production of high quality laser-induced damage images
JP3651585B2 (ja) * 2000-11-09 2005-05-25 三菱電機株式会社 レーザ加工方法
SG108262A1 (en) 2001-07-06 2005-01-28 Inst Data Storage Method and apparatus for cutting a multi-layer substrate by dual laser irradiation
JP4345278B2 (ja) 2001-09-14 2009-10-14 セイコーエプソン株式会社 パターニング方法、膜形成方法、パターニング装置、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、カラーフィルタの製造方法、電気光学装置の製造方法、及び電子装置の製造方法
DE10213044B3 (de) 2002-03-22 2004-01-29 Freie Universität Berlin, Körperschaft des öffentlichen Rechts Verfahren zur Materialbearbeitung und/oder Materialanalyse mit Lasern
CA2428187C (en) 2002-05-08 2012-10-02 National Research Council Of Canada Method of fabricating sub-micron structures in transparent dielectric materials
CN1241253C (zh) 2002-06-24 2006-02-08 丰田合成株式会社 半导体元件的制造方法
US20040017428A1 (en) 2002-07-25 2004-01-29 John Cronin Method of using a sacrificial layer to create smooth exit holes using a laser drilling system
US7063596B2 (en) 2003-06-09 2006-06-20 David Benderly Vibratory material removal system, tool and method
JP2005028438A (ja) 2003-07-11 2005-02-03 Disco Abrasive Syst Ltd レーザ光線を利用する加工装置
EP2324950B1 (en) 2003-07-18 2013-11-06 Hamamatsu Photonics K.K. Semiconductor substrate to be cut with treated and minute cavity region, and method of cutting such substrate
US7060933B2 (en) 2004-06-08 2006-06-13 Igor Troitski Method and laser system for production of laser-induced images inside and on the surface of transparent material
US7211184B2 (en) 2004-08-04 2007-05-01 Ast Management Inc. Capillary electrophoresis devices
JP4692717B2 (ja) 2004-11-02 2011-06-01 澁谷工業株式会社 脆性材料の割断装置
US7303977B2 (en) 2004-11-10 2007-12-04 Intel Corporation Laser micromachining method
JP4776911B2 (ja) 2004-11-19 2011-09-21 キヤノン株式会社 レーザ加工装置およびレーザ加工方法
US20060207976A1 (en) 2005-01-21 2006-09-21 Bovatsek James M Laser material micromachining with green femtosecond pulses
JP2006305803A (ja) 2005-04-27 2006-11-09 Japan Drilling Co Ltd 岩石又はコンクリートの加工方法及びその装置
DE102005039833A1 (de) 2005-08-22 2007-03-01 Rowiak Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Materialtrennung mit Laserpulsen
US9138913B2 (en) 2005-09-08 2015-09-22 Imra America, Inc. Transparent material processing with an ultrashort pulse laser
DE102006042280A1 (de) 2005-09-08 2007-06-06 IMRA America, Inc., Ann Arbor Bearbeitung von transparentem Material mit einem Ultrakurzpuls-Laser
US8835802B2 (en) 2006-01-24 2014-09-16 Stephen C. Baer Cleaving wafers from silicon crystals
TWI431380B (zh) * 2006-05-12 2014-03-21 Photon Dynamics Inc 沉積修復設備及方法
JP2007307599A (ja) 2006-05-20 2007-11-29 Sumitomo Electric Ind Ltd スルーホール成形体およびレーザー加工方法
US8624157B2 (en) 2006-05-25 2014-01-07 Electro Scientific Industries, Inc. Ultrashort laser pulse wafer scribing
US20070298529A1 (en) 2006-05-31 2007-12-27 Toyoda Gosei, Co., Ltd. Semiconductor light-emitting device and method for separating semiconductor light-emitting devices
JP2008193067A (ja) * 2007-01-10 2008-08-21 Sumitomo Electric Ind Ltd 金属膜パターン形成方法
JP2009066627A (ja) 2007-09-13 2009-04-02 Aisin Seiki Co Ltd レーザ加工による研磨方法、研磨装置及び研磨された切削工具
WO2010067042A1 (en) 2008-12-13 2010-06-17 M-Solv Limited Method and apparatus for laser machining relatively narrow and relatively wide structures
JP5271092B2 (ja) 2009-01-09 2013-08-21 エヌイーシーコンピュータテクノ株式会社 電気機器
US8309885B2 (en) * 2009-01-15 2012-11-13 Electro Scientific Industries, Inc. Pulse temporal programmable ultrafast burst mode laser for micromachining
US10307862B2 (en) 2009-03-27 2019-06-04 Electro Scientific Industries, Inc Laser micromachining with tailored bursts of short laser pulses
US7960242B2 (en) * 2009-04-14 2011-06-14 Monolithic 3D Inc. Method for fabrication of a semiconductor device and structure
US20100279067A1 (en) 2009-04-30 2010-11-04 Robert Sabia Glass sheet having enhanced edge strength
DE102009020774B4 (de) * 2009-05-05 2011-01-05 Universität Stuttgart Verfahren zum Kontaktieren eines Halbleitersubstrates
DE102009029903A1 (de) * 2009-06-19 2010-12-23 Tesa Se Verfahren zum Aufbringen einer dauerhaften Prozessmarke auf einem Produkt, insbesondere Glas
JP2011056519A (ja) * 2009-09-07 2011-03-24 Osaka Univ 接合方法および接合体の製造方法
US20120234807A1 (en) 2009-12-07 2012-09-20 J.P. Sercel Associates Inc. Laser scribing with extended depth affectation into a workplace
JP2011174134A (ja) * 2010-02-24 2011-09-08 Idemitsu Kosan Co Ltd Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｎ系酸化物焼結体、ターゲット、酸化物半導体膜、及び半導体素子
AU2011279374A1 (en) * 2010-07-12 2013-02-07 Filaser Usa Llc Method of material processing by laser filamentation
JP5089735B2 (ja) 2010-07-15 2012-12-05 株式会社レーザーシステム レーザ加工装置
US9625713B2 (en) 2011-01-10 2017-04-18 UNIVERSITé LAVAL Laser reinforced direct bonding of optical components
JP2012151394A (ja) * 2011-01-21 2012-08-09 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 射出装置およびパターン形成装置、並びに、射出方法およびパターン形成方法
US20120235969A1 (en) 2011-03-15 2012-09-20 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Thin film through-glass via and methods for forming same
WO2012136434A2 (en) * 2011-04-08 2012-10-11 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, programmable patterning device and lithographic method
US9192056B2 (en) * 2011-09-12 2015-11-17 Lawrence Livermore National Security, Llc Methods and system for controlled laser-driven explosive bonding
WO2013106164A1 (en) 2012-01-13 2013-07-18 Imra America, Inc. Methods and systems for laser processing of coated substrates
US20130293482A1 (en) 2012-05-04 2013-11-07 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Transparent through-glass via
WO2014022681A1 (en) 2012-08-01 2014-02-06 Gentex Corporation Assembly with laser induced channel edge and method thereof
CN102785031B (zh) 2012-08-15 2015-04-01 武汉隽龙科技有限公司 一种利用超短脉冲激光的透明材料切割方法及切割装置
US20140079570A1 (en) 2012-09-17 2014-03-20 GM Global Technology Operations LLC Launch torus torque converter
DE102012110971A1 (de) 2012-11-14 2014-05-15 Schott Ag Trennen von transparenten Werkstücken
WO2014079478A1 (en) 2012-11-20 2014-05-30 Light In Light Srl High speed laser processing of transparent materials
US9701564B2 (en) 2013-01-15 2017-07-11 Corning Incorporated Systems and methods of glass cutting by inducing pulsed laser perforations into glass articles
EP2754524B1 (de) 2013-01-15 2015-11-25 Corning Laser Technologies GmbH Verfahren und Vorrichtung zum laserbasierten Bearbeiten von flächigen Substraten, d.h. Wafer oder Glaselement, unter Verwendung einer Laserstrahlbrennlinie
JP6208430B2 (ja) 2013-01-25 2017-10-04 株式会社ディスコ レーザー加工方法
CN105531074B (zh) 2013-02-04 2019-09-03 纽波特公司 用于激光切割透明和半透明基底的方法和装置
JP6392789B2 (ja) 2013-02-28 2018-09-19 アイピージー フォトニクス コーポレーション サファイアを処理するためのレーザーシステム及びそれを用いた方法
WO2014144322A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Kinestral Technologies, Inc. Laser cutting strengthened glass
EP2781296B1 (de) 2013-03-21 2020-10-21 Corning Laser Technologies GmbH Vorrichtung und verfahren zum ausschneiden von konturen aus flächigen substraten mittels laser
KR101857335B1 (ko) 2013-04-04 2018-05-11 엘피케이에프 레이저 앤드 일렉트로닉스 악티엔게젤샤프트 기판 안으로 관통 개구부들을 도입하기 위한 방법 및 장치, 그리고 이렇게 제조된 기판
CN105189024B (zh) 2013-04-04 2018-01-30 Lpkf激光电子股份公司 用于分离基板的方法和装置
US9102011B2 (en) 2013-08-02 2015-08-11 Rofin-Sinar Technologies Inc. Method and apparatus for non-ablative, photoacoustic compression machining in transparent materials using filamentation by burst ultrafast laser pulses
US20150034613A1 (en) 2013-08-02 2015-02-05 Rofin-Sinar Technologies Inc. System for performing laser filamentation within transparent materials
US20150121960A1 (en) 2013-11-04 2015-05-07 Rofin-Sinar Technologies Inc. Method and apparatus for machining diamonds and gemstones using filamentation by burst ultrafast laser pulses
DE102013223637B4 (de) 2013-11-20 2018-02-01 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Verfahren zum Behandeln eines lasertransparenten Substrats zum anschließenden Trennen des Substrats
US10144088B2 (en) 2013-12-03 2018-12-04 Rofin-Sinar Technologies Llc Method and apparatus for laser processing of silicon by filamentation of burst ultrafast laser pulses
US9815730B2 (en) 2013-12-17 2017-11-14 Corning Incorporated Processing 3D shaped transparent brittle substrate
US20150166393A1 (en) 2013-12-17 2015-06-18 Corning Incorporated Laser cutting of ion-exchangeable glass substrates
WO2015095264A2 (en) 2013-12-17 2015-06-25 Corning Incorporated 3-d forming of glass
CN107074611A (zh) 2014-07-11 2017-08-18 康宁股份有限公司 通过将脉冲激光穿孔诱导到玻璃制品中进行玻璃切割的系统以及方法
WO2016010949A1 (en) 2014-07-14 2016-01-21 Corning Incorporated Method and system for forming perforations
EP3221727B1 (de) 2014-11-19 2021-03-17 Trumpf Laser- und Systemtechnik GmbH System zur asymmetrischen optischen strahlformung
DE102014116958B9 (de) 2014-11-19 2017-10-05 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Optisches System zur Strahlformung eines Laserstrahls, Laserbearbeitungsanlage, Verfahren zur Materialbearbeitung und Verwenden einer gemeinsamen langgezogenen Fokuszone zur Lasermaterialbearbeitung

Also Published As

Publication number Publication date
TWI570775B (zh) 2017-02-11
EP2873751A1 (en) 2015-05-20
US10252507B2 (en) 2019-04-09
LT2873751T (lt) 2017-06-26
US20150140229A1 (en) 2015-05-21
DK2873751T3 (en) 2017-05-01
CN104674212B (zh) 2017-10-31
TW201528338A (zh) 2015-07-16
JP6181031B2 (ja) 2017-08-16
EP2873751B1 (en) 2017-02-01
JP2015099922A (ja) 2015-05-28
CN104674212A (zh) 2015-06-03
KR20150058075A (ko) 2015-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101736398B1 (ko) 버스트 초고속 레이저 펄스 에너지 전송에 의한 기판 상에서의 순방향 증착방법 및 장치
JP7404316B2 (ja) レーザ処理装置、ワークピースをレーザ処理する方法及び関連する構成
US8382943B2 (en) Method and apparatus for the selective separation of two layers of material using an ultrashort pulse source of electromagnetic radiation
EP2859984B1 (en) A method of laser processing a transparent material
US11554435B2 (en) Solder paste laser induced forward transfer device and method
TWI774721B (zh) 用於延長雷射處理設備中的光學器件生命期的方法和系統
US20180090314A1 (en) Methods and Apparatus for Printing High-Viscosity Materials
KR20120098869A (ko) 레이저 가공과 스크라이빙 시스템 및 방법
CN105562939A (zh) 一种印刷电路板的多波长飞秒激光扫描刻蚀加工方法
JP5361916B2 (ja) レーザスクライブ方法
JP5739473B2 (ja) レーザー加工方法および電子デバイスの製造方法
TW202243851A (zh) 細金屬線之雷射誘導正向轉移印刷
WO2023081082A9 (en) Methods for laser cutting glass substrates through narrow apertures
EP4426656A1 (en) Methods for laser cutting glass substrates through narrow apertures
JP2022536649A (ja) レーザ加工装置、これを動作させる方法、及びこれを用いてワークピースを加工する方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant