KR101739839B1 - 표면개질용 빔균질기 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 표면개질용 빔균질기는, 레이저빔 조사유닛으로부터 조사되는 레이저빔을 복수의 빔렛으로 분할하며, 상기 레이저빔의 형상을 결정하는 복수의 렌즈렛을 포함하는 제1배열렌즈, 상기 제1배열렌즈에 의해 분할된 복수의 빔렛을 투과시키며, 상기 제1배열렌즈에 대응되는 복수의 렌즈렛을 포함하는 제2배열렌즈, 상기 제2배열렌즈를 투과한 복수의 빔렛을 대상의 표면에 집광시키는 집광렌즈를 포함하며, 상기 제1배열렌즈와 상기 제2배열렌즈 사이에 구비되어, 상기 빔렛의 초점 영역에서 플라즈마가 발생하는 것을 방지하는 플라즈마 발생 방지부 및 상기 집광렌즈와 상기 대상 사이에 구비되어, 상기 복수의 빔렛이 상기 대상에 조사되는 과정에서 발생되는 에너지에 의해 상기 집광렌즈가 손상되는 것을 방지하는 손상방지부 중 적어도 어느 하나를 포함한다.

Description

표면개질용 빔균질기{Beam Homogenizer for Surface Modification}
본 발명은 표면개질용 빔균질기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저 빔을 대상에 조사하는 과정에서 고에너지에 의해 발생하는 문제점을 해결할 수 있도록 하는 표면개질용 빔균질기에 관한 것이다.
가우시안 분포를 띠는 일반적인 레이저빔과 같이, 빔의 분포가 균일하지 않은 빔을 전체적으로 균일한 빔 분포로 바꾸는 빔균질기가 널리 사용되고 있다.
도 1을 참조하면, 좌측의 경우 일반적인 레이저빔의 분포가 도시되며, 우측의 경우 빔균질기에 의해 균질화된 레이저빔의 분포가 도시된다.
도시된 바와 같이, 일반적인 레이저빔의 분포는 전체적으로 가우시안 형태를 형성하므로, 빔의 분포가 균일하지 않아 표면개질 등 대상의 가공 공정에 사용하기에 부적합하다는 문제가 있다.
따라서 이와 같은 레이저빔을 전체적으로 균일한 분포를 가지는 형태로 형성하여 다양한 공정에 적용하기 위한 빔균질기가 사용될 수 있다.
그리고 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 빔균질기는 레이저빔 조사유닛(10)으로부터 조사되는 레이저빔을 균질화하기 위한 광학부를 포함한다. 예컨대 상기 광학부는, 입사되는 레이저빔을 복수 개의 빔렛으로 분할시키고 형상을 결정하는 복수의 배열렌즈(20a, 20b)와, 상기 배열렌즈(20a, 20b)를 통과한 빔렛을 대상(S) 표면에 집중시키는 광학렌즈(30)를 포함할 수 있다. 그리고 이와 같이 상기 배열렌즈(20a, 20b)에 의해 균질화된 형태의 빔렛을 대상 표면에 조사하여, 표면개질을 수행할 수 있게 된다.
다만, 상기와 같은 종래 빔의 균질화 과정에서는, 다양한 문제가 보고되고 있다.
먼저 도 3에 도시된 바와 같이, 배열렌즈(20a, 20b) 사이에서 에어 브레이크다운(Air Breakdown) 현상이 발생할 수 있다. 이는 상기 배열렌즈(20a, 20b) 사이에서 레이저빔이 초점에 모일 때, 좁은 면적에 많은 에너지가 모임으로 인해 공기 중에서 플라즈마가 생기는 현상을 말한다.
이와 같은 경우, 레이저빔의 고에너지가 공기를 플라즈마 상태로 만들게 되므로 레이저빔의 이미지가 제대로 전달되지 않아 원하는 강도의 균일한 빔이 생성되지 못하는 문제가 있다.
또 다른 문제점으로 나타나는 것은, 도 4에 도시된 바와 같이 레이저빔이 대상(S)의 표면에 조사될 때 발생하는 플라즈마로 인한 충격파가 대상(S)을 침투하는 동시에, 이에 대한 반작용으로 전자 및 이온이 튀어나오면서 집광렌즈(30)의 코팅을 변질시키거나 손상시키는 현상이다.
특히 전자 및 이온과 함께 금속 파편(P)들이 같이 튈 경우, 집광렌즈(30)에 큰 손상이 가해질 수 있다는 문제가 있다.
따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 레이저 빔을 대상에 조사하는 과정에서 고에너지에 의해 발생하는 다양한 문제점을 해결할 수 있도록 하는 표면개질용 빔균질기를 제공하기 위한 목적을 가진다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 표면개질용 빔균질기는, 레이저빔 조사유닛으로부터 조사되는 레이저빔을 복수의 빔렛으로 분할하며, 상기 레이저빔의 형상을 결정하는 복수의 렌즈렛을 포함하는 제1배열렌즈, 상기 제1배열렌즈에 의해 분할된 복수의 빔렛을 투과시키며, 상기 제1배열렌즈에 대응되는 복수의 렌즈렛을 포함하는 제2배열렌즈, 상기 제2배열렌즈를 투과한 복수의 빔렛을 대상의 표면에 집광시키는 집광렌즈 및 상기 제1배열렌즈와 상기 제2배열렌즈 사이에 구비되어, 상기 빔렛의 초점 영역에서 플라즈마가 발생하는 것을 방지하는 플라즈마 발생 방지부를 포함한다.
그리고 상기 플라즈마 발생 방지부는, 상기 제1배열렌즈 및 상기 제2배열렌즈 사이에 구비되며, 내부가 진공 분위기로 형성된 진공챔버를 포함할 수 있다.
또한 상기 플라즈마 발생 방지부는, 적어도 상기 빔렛의 초점 영역을 감싸도록 형성되며, 공기의 플라즈마 발생 임계값보다 큰 플라즈마 발생 임계값을 가지는 충전가스가 내부에 수용되는 가스챔버를 포함할 수 있다.
그리고 상기 가스챔버는, 상기 제1배열렌즈 및 상기 제2배열렌즈의 양측에 구비되어 상기 제1배열렌즈 및 상기 제2배열렌즈 사이의 공간을 차폐하는 제1프레임을 포함할 수 있다.
또한 상기 가스챔버는, 상기 제1배열렌즈 및 상기 제2배열렌즈와 나란한 방향으로 구비되어 상기 제1프레임과 함께 상기 제1배열렌즈 및 상기 제2배열렌즈 사이의 공간을 차폐하며, 빔 투과성을 가지는 제2프레임을 포함할 수 있다.
그리고 상기 충전가스는 헬륨 및 네온 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 형태의 표면개질용 빔균질기는, 레이저빔 조사유닛으로부터 조사되는 레이저빔을 복수의 빔렛으로 분할하며, 상기 레이저빔의 형상을 결정하는 복수의 렌즈렛을 포함하는 제1배열렌즈, 상기 제1배열렌즈에 의해 분할된 복수의 빔렛을 투과시키며, 상기 제1배열렌즈에 대응되는 복수의 렌즈렛을 포함하는 제2배열렌즈, 상기 제2배열렌즈를 투과한 복수의 빔렛을 대상의 표면에 집광시키는 집광렌즈 및 상기 집광렌즈와 상기 대상 사이에 구비되어, 상기 복수의 빔렛이 상기 대상에 조사되는 과정에서 발생되는 에너지에 의해 상기 집광렌즈가 손상되는 것을 방지하는 손상방지부를 포함할 수 있다.
그리고 상기 손상방지부는, 상기 빔렛의 조사 경로에 구비되며, 내부에 물이 수용되는 수용공간이 형성된 하우징을 포함할 수 있다.
또한 상기 하우징은 상기 집광렌즈에서 상기 대상 방향으로 갈수록 단면적이 감소하도록 경사지게 형성될 수 있다.
그리고 상기 손상방지부는, 상기 하우징의 전단부에 구비되며, 상기 수용공간 내부에 물을 주입하는 주입구 및 상기 하우징의 후단부에 구비되며, 상기 수용공간의 물을 배출시키는 배출구를 포함하고, 상기 수용공간의 물은 상기 주입구로부터 상기 배출구 방향으로 유동될 수 있다.
또한 상기 하우징 전단의 지름 및 후단의 지름은, 상기 수용공간 내에서 물의 유동이 층류를 형성하는 범위에서 설정될 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 표면개질용 빔균질기는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 배열렌즈 사이에서 고에너지 집중에 의한 에어 브레이크다운(Air Breakdown) 현상을 방지할 수 있는 장점이 있다. 따라서 레이저빔의 이미지를 정확하게 전달하여 원하는 강도의 균일한 빔을 생성할 수 있게 된다.
둘째, 레이저빔이 대상의 표면에 조사될 때 발생하는 플라즈마에 의한 충격파의 반작용으로 발생하는 전자, 이온 및 대상의 파편으로 인해 집광렌즈의 변질 또는 손상을 방지할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일반적인 레이저빔의 분포와, 빔균질기에 의해 균질화된 레이저빔의 분포를 각각 나타낸 도면;
도 2는 빔균질기의 각 구성을 나타낸 도면;
도 3은 종래의 빔균질기에 있어서, 배열렌즈 사이에서 에어 브레이크다운 현상이 발생하는 모습을 나타낸 도면;
도 4는 종래의 빔균질기에 있어서, 레이저빔이 대상의 표면에 조사될 때 발생하는 플라즈마에 의한 충격파의 반작용으로 전자, 이온 및 대상의 파편이 집광렌즈 측으로 튀는 모습을 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 빔균질기의 각 구성을 나타낸 도면;
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 빔균질기의 각 구성을 나타낸 도면;
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 빔균질기의 각 구성을 나타낸 도면;
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 빔균질기의 각 구성을 나타낸 도면;
도 9는 공기를 포함한 다양한 가스에서 브레이크다운 실험 데이터를 나타낸 그래프;
도 10은 본 발명의 제5실시예에 따른 빔균질기의 각 구성을 나타낸 도면;
도 11은 본 발명의 제6실시예에 따른 빔균질기의 각 구성을 나타낸 도면; 및
도 12는 본 발명의 제6실시예에 따른 빔균질기에 있어서, 유속에 따른 하우징의 규격을 나타낸 도면이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
발명의 배경이 되는 기술 부분에서 설명한 바와 같이, 종래의 빔균질기의 경우 두 가지의 문제점이 보고되고 있다. 이중 하나는 배열렌즈(20a, 20b) 사이에서 에어 브레이크다운(Air Breakdown) 현상이 발생하는 것이며, 다른 하나는 레이저빔이 대상(S)의 표면에 조사될 때 발생하는 플라즈마로 인한 충격파가 대상(S)을 침투하는 동시에, 이에 대한 반작용으로 전자 및 이온이 튀어나오면서 집광렌즈(30)의 코팅을 변질시키거나 손상시키는 현상이다.
먼저 에어 브레이크다운 현상의 위험을 줄이기 위해서는 초점에서 맺히는 빔의 사이즈가 커야 하고, 이를 위해서는 초점거리를 길게 하거나 배열렌즈(20a, 20b)의 등분을 늘려 렌즈렛의 피치 사이즈를 줄여야 한다. 다만, 이와 같은 경우 최종 생성되는 이미지의 품질이 나빠지는 문제가 있다. 따라서 이미지의 품질을 높이기 위해 초점거리가 짧으면서도, 에어 브레이크다운 현상을 방지할 수 있는 방법이 필요하다.
이를 위해 본 발명은, 이미지의 품질을 높이면서도 에어 브레이크다운 현상을 방지할 수 있는 플라즈마 발생 방지부를 포함할 수 있다. 상기 플라즈마 발생 방지부는 복수의 배열렌즈(20a, 20b) 사이에 구비되어, 빔렛의 초점 영역에서 플라즈마가 발생하는 것을 방지하는 구성요소로서, 다양한 형태로서 구현될 수 있다. 이하에서는 상기 플라즈마 발생 방지부를 구체적으로 구현한 본 발명의 각 실시예들에 대해 설명하도록 한다.
또한 설명의 편의를 위해 이하 각 실시예들에 있어, 레이저 조사유닛이 위치된 방향을 전방으로, 대상이 위치된 방향을 후방이라 정의하도록 한다. 다만, 이와 같이 정의된 방향에 의해 본 발명의 한정되는 것이 아님은 물론이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 빔균질기의 각 구성을 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 빔균질기는 제1배열렌즈(20a)와, 제2배열렌즈(20b)와, 집광렌즈(30)와, 플라즈마 발생 방지부를 포함한다. 이때 상기 플라즈마 발생방지부는, 진공챔버(100)를 포함한다.
상기 제1배열렌즈(20a)는 레이저빔 조사유닛으로부터 조사되는 레이저빔을 복수의 빔렛으로 분할하며, 특히 상기 레이저빔의 형상을 결정하는 복수의 렌즈렛을 포함할 수 있다. 예를 들어 렌즈렛의 형상이 사각형일 경우, 최종 생성되는 이미지 역시 사각형으로 형성된다.
상기 제2배열렌즈(20b)는 상기 제1배열렌즈(10a)와 이격되어 구비되며, 상기 제1배열렌즈(20a)에 의해 분할된 복수의 빔렛을 투과시켜 집광렌즈(30)로 전달하게 된다. 또한 상기 제2배열렌즈(20b)는, 상기 제1배열렌즈(20a)에 대응되는 복수의 렌즈렛을 포함할 수 있다. 즉 상기 제2배열렌즈(20b)에 구비되는 렌즈렛의 사이즈 및 개수는 상기 제1배열렌즈(20a)의 렌즈렛과 동일한 사이즈 및 개수로 형성된다.
상기 집광렌즈(30)는 상기 제2배열렌즈(20b)를 투과한 복수의 빔렛을 대상(S)의 표면에 집광시키는 구성요소이며, 상기 집광렌즈(30)를 통과한 빔렛들은 대상(S)의 표면에 형성되는 이미지 평면에서 중첩되면서 균일해질 수 있다.
상기 플라즈마 발생 방지부는 상기 제1배열렌즈(20a)와 상기 제2배열렌즈(20b) 사이에 구비되어, 상기 빔렛의 초점 영역에서 플라즈마가 발생하는 것을 방지하는 역할을 수행한다.
그리고 본 실시예의 경우, 상기 플라즈마 발생 방지부는 상기 제1배열렌즈(20a) 및 상기 제2배열렌즈(20b) 사이에 구비되며, 내부의 공간(102)이 진공 분위기로 형성된 진공챔버(100)를 포함한다.
즉 상기 진공챔버(100)는 상기 제1배열렌즈(20a) 및 상기 제2배열렌즈(20b) 사이에서 복수의 빔렛 초점 영역을 감싸도록 구비되며, 진공펌프(110) 등에 의해 내부의 공간(102)이 진공 분위기로 형성될 수 있다.
이와 같이 본 실시예는 상기 진공챔버(100)의 내부가 진공 분위기로 형성되므로, 빔렛의 초점이 맺히는 영역에 공기 분자가 희박해져 고출력 빔으로 인해 공기분자가 플라즈마 상태로 전환되는 확률이 적어지게 된다. 따라서 본 실시예의 경우 에어 브레이크다운 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.
한편 상기 진공챔버(100)는 본 실시예 외의 다양한 형태로 형성될 수 있음은 물론이며, 내부의 진공 상태를 유지하는 방법 역시 다양하게 적용될 수 있다.
다음으로, 상기 플라즈마 발생 방지부의 다른 형태에 대해 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 빔균질기의 각 구성을 나타낸 도면이다.
도 6에 도시된 본 발명의 제2실시예의 경우, 상기 플라즈마 발생 방지부가 가스챔버(200)를 포함하는 것이 전술한 제1실시예와 다르다. 상기 가스챔버(200)는 적어도 상기 빔렛의 초점 영역을 감싸도록 형성되며, 공기의 플라즈마 발생 임계값보다 큰 플라즈마 발생 임계값을 가지는 충전가스(G)가 내부에 수용된다.
즉 본 실시예는 각 배열렌즈(20a, 20b) 사이에 에어 브레이크다운 현상이 일어날 수 있는 임계값이 높은 특정 충전가스(G)를 가스챔버(200) 내에 채워 플라즈마가 발생하는 것을 방지하게 된다. 여기서 상기 충전가스(G)에 대해서는 후술하도록 한다.
특히 본 실시예에서 상기 가스챔버(200)는 상기 제1배열렌즈(20a) 및 상기 제2배열렌즈(20b)의 양측에 구비되어, 상기 제1배열렌즈(20a) 및 상기 제2배열렌즈(20b) 사이의 공간을 차폐하는 제1프레임(202)을 포함하는 형태를 가진다.
즉 상기 제1프레임(202)가 상기 제1배열렌즈(20a) 및 상기 제2배열렌즈(20b)에 의해 내부 공간이 차폐되며, 이에 따라 상기 가스챔버(200)내부에 충전가스(G)를 공급할 수 있다.
한편 도시되지는 않았으나, 상기 가스챔버(200)는 유지 및 보수의 용이성을 위해 상기 가스챔버(200) 내에 충전가스(G)를 주입 및 배출할 수 있는 주입구 및 배출구를 포함할 수 있다.
그리고 도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 빔균질기의 각 구성을 나타낸 도면이며, 도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 빔균질기의 각 구성을 나타낸 도면;
먼저 도 7에 도시된 제3실시예의 경우, 전술한 제2실시예와 전체적으로 동일하게 형성된다. 다만, 상기 가스챔버(200)는 상기 제1배열렌즈(20a) 및 상기 제2배열렌즈(20b)와 나란한 방향으로 구비되어, 상기 제1프레임(202)과 함께 상기 제1배열렌즈(20a) 및 상기 제2배열렌즈(20b) 사이의 공간을 차폐하는 제2프레임(204)을 더 포함한다는 것이 다르다.
특히 상기 제2프레임(204)은 빔 투과성을 가질 수 있도록 형성되어 레이저빔의 원활한 진행이 이루어지도록 할 수 있다.
그리고 도 8에 도시된 제4실시예의 경우 역시 마찬가지로, 제3실시예와 같이 가스챔버(200)까 제1프레임(202) 및 제2프레임(204)을 포함하는 형태를 가진다. 다만, 본 실시예의 경우 제1프레임(202) 및 제2프레임(204)이 복수의 빔렛 초점 영역만을 감싸도록 구비된다는 점이 제3실시예와 다르다.
이와 같은 경우 상기 가스챔버(200)를 소형화할 수 있음은 물론, 공급되는 충전가스(g)의 양을 최소화할 수 있다는 장점을 가진다.
이상과 같이 상기 가스챔버(200)는 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 이하 각 실시예에 적용 가능한 충전가스(G)에 대해 설명하도록 한다.
도 9에는, 공기를 포함한 다양한 가스에서 브레이크다운 실험 데이터를 나타낸 그래프가 도시된다. 특히 본 실험에서는 248nm를 발진하는 KrF 레이저를 사용하였다.
그래프에서 나타난 바와 같이, 1기압 = 약 1000mbar를 기준으로 브레이크다운이 발생할 수 있는 각 가스의 임계값을 살펴보면, 수소, 헬륨, 네온이 공기의 브레이크다운 임계값보다 더 큰 것을 확인할 수 있다. 특히 그래프의 전체적인 경향을 볼 때 헬륨과 네온의 경우, 브레이크다운 임계값이 1기압에서 공기의 것보다 월등히 높은 것으로 나타난다.
배열렌즈(20a, 20b) 사이에서 브레이크다운 임계값이 높을수록 높은 레이저 조사 강도에서도 브레이크다운 현상이 일어나지 않을 것이다. 따라서 각 실시예에 적용될 수 있는 충전가스(G)로는, 임계값이 공기에 비해 현저한 차이가 나타나지 않으며, 폭발의 위험성이 있는 수소를 제외한, 헬륨 또는 네온이 적용될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 다양한 형태의 플라즈마 발생 방지부에 의해 에어 브레이크다운 현상을 방지하면서도, 이미지의 품질을 높일 수 있다는 장점을 가진다.
이하에서는, 레이저빔이 대상(S)의 표면에 조사될 때 발생하는 플라즈마로 인한 충격파가 대상(S)을 침투하는 동시에, 이에 대한 반작용으로 전자 및 이온이 튀어나오면서 집광렌즈(30)의 코팅을 변질시키거나 손상시키는 현상을 방지하기 위한 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 10은 본 발명의 제5실시예에 따른 빔균질기의 각 구성을 나타낸 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명은 집광렌즈(30)와 대상(S) 사이에 구비되어, 복수의 빔렛이 상기 대상에 조사되는 과정에서 발생되는 에너지에 의해 상기 집광렌즈(30)가 손상되는 것을 방지하는 손상방지부(300)를 포함한다.
그리고 상기 손상방지부는, 상기 빔렛의 조사 경로에 구비되며, 내부에 물(W)이 수용되는 수용공간이 형성된 하우징(302)을 포함할 수 있다.
이와 같이 상기 집광렌즈(30)와 대상(S) 사이에 물(W)을 채워 넣을 경우, 물(W)은 Inertial Tampering Layer로서 작용하여 레이저빔으로 인해 발생하는 열을 급냉시키고, 대상(S)의 내부 응력을 감소시킬 수 있다.
즉 물(W)은 레이저 표면개질시 발생할 수 있는 플라즈마를 일시적으로 가둠으로써 대상(S) 표면에 압력을 가하는데 도움을 주며, 전자, 이온 및 파편으로 인한 집광렌즈(30)의 손상과 이미지 품질 저하를 막을 수 있게 된다.
본 실시예의 경우, 상기 하우징(302)은 상기 대상(S)과 상기 집광렌즈(30) 사이 영역 전체를 차폐하는 형태로 형성되며, 따라서 레이저빔의 진행 경로 전체를 커버할 수 있도록 하였다.
도 11은 본 발명의 제6실시예에 따른 빔균질기의 각 구성을 나타낸 도면이다.
도 11에 도시된 본 발명의 제6실시예의 경우, 전술한 제5실시예와 마찬가지로 손상방지부(300)는 물(W)이 수용되는 하우징(302)을 포함하나, 상기 하우징(302)의 구체적인 형상이 다르며, 또한 상기 물(W)이 일 방향으로 유동된다는 점이 다르다.
구체적으로 본 실시예에서 상기 하우징(302)은 상기 집광렌즈(30)에서 대상(S) 방향으로 갈수록 단면적이 감소하도록 경사지게 형성되며, 전단부에는 수용공간 내부에 물을 주입하는 주입구(310)가 형성되고, 후단부에는 상기 수용공간의 물을 배출시키는 배출구(320)가 형성된다.
이에 따라, 상기 수용공간의 물(W)은 상기 주입구(310)로부터 상기 배출구(320) 방향으로 유동될 수 있다. 특히 본 실시예에서 상기 주입구(310)는 상기 하우징(302)의 전단부 둘레에 형성되어 물(W)이 측 방향으로부터 유입되며, 상기 배출구(320)는 상기 하우징(302)의 후단부 둘레에 형성되어 물(W)이 상기 하우징(302)과 상기 대상(S) 사이를 통해 측 방향으로 배출되는 형태를 가진다.
이때 상기 하우징(302)은 원형의 단면을 가질 수 있으며, 도 12에 도시된 바와 같이 그 구체적인 규격, 즉 상기 하우징(302) 전단의 지름(d1) 및 후단의 지름(d2)은, 상기 수용공간 내에서 물의 유동이 층류(Laminar Flow)를 형성하는 범위에서 설정될 수 있다.
이는 상기 수용공간 내에 유동되는 물(W)의 흐름을 균일하게 하여, 빔렛의 조사 역시 균일하게 형성함에 따라 이미지의 품질을 향상시키기 위해서이다. 이를 위해 상기 하우징(302) 전단의 지름(d1) 및 후단의 지름(d2)은 레이놀즈수(Reynolds Number)를 이용하여 도출할 수 있다.
상기 레이놀즈수는 층류(Laminar Flow) 및 난류(Turbulent Flow)를 구분하는 무차원 수를 말하는 것으로, 이하의 표와 같이 2300 이하인 경우 층류인 것으로 판단할 수 있다.
Figure 112016011178874-pat00001
또한 상기 레이놀즈수는, 다음과 같은 수식에 의해 도출할 수 있다.
Figure 112016011178874-pat00002
Figure 112016011178874-pat00003
한편 질량보존방정식(Mass-Conservation Equation)에 의해 A1V1=A2V2(A: 단면적, V: 유속)이므로, 상기의 식을 정리하고, 질량보존방정식을 대입하여 아래와 같은 과정에 의해 하우징(302) 전단의 지름(d1)에 대응되는 하우징(302) 후단의 지름(d2)을 도출할 수 있다. 이하 서술한 과정의 경우, 하우징(302) 전단의 지름(d1)을 3cm로 설정하였을 경우를 예시하였다.
Figure 112016011178874-pat00004
그리고 상기의 과정에 의해, 물(W)의 유속에 따라 도출된 하우징(302) 후단부의 지름(D2)은 다음과 같다.
Figure 112016011178874-pat00005
즉 주입구(310)가 형성되는 하우징(302)의 전단부 지름(D1)이 3cm이라 가정할 경우, 하우징(302) 전단부에서 물(W)의 속도를 1부터 6cm/s까지 증가시킴에 따라 배출구(320)가 형성되는 하우징(302) 후단부에서의 유속 (V2)도 따라 변하게 되며, 이를 통해 레이놀즈수가 2300 이하가 되게 하는 최소한의 하우징(302) 후단부의 지름(D2)을 도출할 수 있는 것이다.
결과적으로 본 실시예에서 하우징(302)의 규격은, 상기 수용공간 내에서 물의 유동이 층류(Laminar Flow)를 형성하는 범위에서 설정될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 레이저빔이 대상(S)의 표면에 조사될 때 발생하는 플라즈마로 인한 충격파의 반작용으로 집광렌즈(30)의 코팅을 변질시키거나 손상시키는 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
10: 레이저빔 조사유닛 20a: 제1배열렌즈
20b: 제2배열렌즈 30: 집광렌즈
100: 진공챔버 110: 진공펌프
200: 가스챔버 202: 제1프레임
204: 제2프레임 300: 손상방지부
302: 하우징 310: 주입구
320: 배출구 S: 대상
G: 충전가스 W: 물

Claims (11)

  1. 레이저빔 조사유닛으로부터 조사되는 레이저빔을 복수의 빔렛으로 분할하며, 상기 레이저빔의 형상을 결정하는 복수의 렌즈렛을 포함하는 제1배열렌즈;
    상기 제1배열렌즈에 의해 분할된 복수의 빔렛을 투과시키며, 상기 제1배열렌즈에 대응되는 복수의 렌즈렛을 포함하는 제2배열렌즈;
    상기 제2배열렌즈를 투과한 복수의 빔렛을 대상의 표면에 집광시키는 집광렌즈; 및
    상기 제1배열렌즈와 상기 제2배열렌즈 사이에 구비되어, 상기 빔렛의 초점 영역에서 플라즈마가 발생하는 것을 방지하는 플라즈마 발생 방지부;
    를 포함하는 표면개질용 빔균질기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 발생 방지부는,
    상기 제1배열렌즈 및 상기 제2배열렌즈 사이에 구비되며, 내부가 진공 분위기로 형성된 진공챔버를 포함하는 표면개질용 빔균질기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 발생 방지부는,
    적어도 상기 빔렛의 초점 영역을 감싸도록 형성되며, 공기의 플라즈마 발생 임계값보다 큰 플라즈마 발생 임계값을 가지는 충전가스가 내부에 수용되는 가스챔버를 포함하는 표면개질용 빔균질기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가스챔버는,
    상기 제1배열렌즈 및 상기 제2배열렌즈의 양측에 구비되어 상기 제1배열렌즈 및 상기 제2배열렌즈 사이의 공간을 차폐하는 제1프레임을 포함하는 표면개질용 빔균질기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가스챔버는,
    상기 제1배열렌즈 및 상기 제2배열렌즈와 나란한 방향으로 구비되어 상기 제1프레임과 함께 상기 제1배열렌즈 및 상기 제2배열렌즈 사이의 공간을 차폐하며, 빔 투과성을 가지는 제2프레임을 포함하는 표면개질용 빔균질기.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 충전가스는 헬륨 및 네온 중 적어도 어느 하나를 포함하는 표면개질용 빔균질기.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102238080B1 (ko) * 2019-11-27 2021-04-08 인하대학교 산학협력단 레이저 어닐 장치 및 방법
KR20230099963A (ko) * 2021-12-28 2023-07-05 페이브텍 주식회사 수중 고출력 레이저 빔 전송 장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012192420A (ja) * 2011-03-15 2012-10-11 Saishin Laser Gijutsu Kenkyu Center:Kk レーザ加工方法およびレーザ加工装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5506857A (en) * 1992-11-23 1996-04-09 United Technologies Corporation Semiconductor Laser Pumped molecular gas lasers
JP3402124B2 (ja) * 1997-06-04 2003-04-28 住友重機械工業株式会社 ビームホモジナイザ及び半導体薄膜作製方法
JPH11269683A (ja) * 1998-03-18 1999-10-05 Armco Inc 金属表面から酸化物を除去する方法及び装置
AU2001225435A1 (en) * 2000-01-11 2001-07-24 Marcel Guillong Radially homogeneous high energy density uv sample ablating laser radiation in "pure" solid to gas sample preparation, for analysis by icp-ms and icp-oes
US7486856B2 (en) * 2004-03-24 2009-02-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Beam homogenizer and laser irradiation apparatus
GB2414954B (en) * 2004-06-11 2008-02-06 Exitech Ltd Process and apparatus for ablation
CN101111119B (zh) * 2006-07-20 2011-05-18 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种微流靶激光等离子体软x射线-极紫外光源
KR100724540B1 (ko) * 2006-12-26 2007-06-04 (주)큐엠씨 레이저 빔 전달 시스템 및 그 방법과 레이저 리프트 오프방법
JP2012232314A (ja) * 2011-04-28 2012-11-29 Nagase Integrex Co Ltd レーザー加工装置
CN105252143B (zh) * 2015-11-23 2017-09-29 哈尔滨工业大学 一种大功率真空激光焊接装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012192420A (ja) * 2011-03-15 2012-10-11 Saishin Laser Gijutsu Kenkyu Center:Kk レーザ加工方法およびレーザ加工装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102238080B1 (ko) * 2019-11-27 2021-04-08 인하대학교 산학협력단 레이저 어닐 장치 및 방법
KR20230099963A (ko) * 2021-12-28 2023-07-05 페이브텍 주식회사 수중 고출력 레이저 빔 전송 장치
KR102639674B1 (ko) * 2021-12-28 2024-02-23 페이브텍 주식회사 수중 고출력 레이저 빔 전송 장치

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