KR101769463B1

KR101769463B1 - 레이저 가공 시스템 및 레이저 가공 시스템의 레이저 조사 장치

Info

Publication number: KR101769463B1
Application number: KR1020150147549A
Authority: KR
Inventors: 황대순; 김영중
Original assignee: 주식회사 이오테크닉스
Priority date: 2015-10-22
Filing date: 2015-10-22
Publication date: 2017-08-18
Also published as: KR20170047104A; TW201715807A; WO2017069402A1; TWI648932B

Abstract

레이저 가공 시스템이 개시된다. 개시된 레이저 가공 시스템은, 레이저 빔을 조사하는 레이저 조사 유닛; 내부에 가공 대상물을 수용 가능하며, 외부로부터 상기 레이저 빔이 투과하여 상기 가공 대상물에 조사되는 챔버 유닛; 및 상기 챔버 유닛과 상기 레이저 조사 유닛 사이에 배치되며, 회전 가능하며, 적어도 하나의 슬릿이 형성된 회전 플레이트를 가지는, 주파수 변환 유닛;을 포함한다.

Description

레이저 가공 시스템 및 레이저 가공 시스템의 레이저 조사 장치{Laser processing system, laser radiation device of laser processing system}

본 발명은 레이저 가공 시스템 및 레이저 가공 시스템의 레이저 조사 장치에 관한 것이다.

레이저 가공 시스템은 레이저 광원으로부터 출사된 레이저 빔을 광학계를 이용하여 가공 대상물에 조사하고, 이러한 레이저 빔의 조사에 의해 가공 대상물에 대한 마킹(marking), 다이싱(dicing), 스크라이빙(scribing) 등과 같은 가공 작업을 수행한다.

이러한 레이저 가공 시스템은, 레이저 빔을 가공 대상물에 조사하기 위하여 레이저 광원 및 광학계를 포함하는 레이저 조사 유닛을 포함한다. 레이저 조사 유닛은 조사되는 레이저 빔의 주파수가 변경되는 가변형 레이저 조사 유닛과, 조사되는 레이저 빔의 주파수가 변경되지 않는 고정형 레이저 조사 유닛으로 구분될 수 있다.

상기 고정형 레이저 조사 유닛은, 레이저 빔의 주파수를 변경하지 못하기 때문에, 레이저 빔에 의해 가공 대상물에 가해지는 에너지 밀도의 제어가 필요한 경우에, 레이저 조사 유닛의 내부 구성을 변경하거나, 레이저 조사 유닛 자체를 교체해야 하는 문제가 있었다.

또한, 상기 가변형 레이저 조사 유닛에서도, 레이저 빔의 주파수가 소정의 주파수로 고정되도록 설정된 경우에는, 레이저 빔의 주파수 설정을 다시 변경해야 했다.

본 발명의 실시예에서는, 간단한 기구적인 구성을 채용함으로써, 가공 대상물에 조사된 레이저 빔의 주파수를 용이하게 제어할 수 있는 레이저 가공 시스템 및 레이저 가공 시스템의 레이저 조사 유닛을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따른 레이저 가공 시스템은,

레이저 빔을 조사하는 레이저 조사 유닛;

내부에 가공 대상물을 수용 가능하며, 외부로부터 상기 레이저 빔이 투과하여 상기 가공 대상물에 조사되는 챔버 유닛; 및

상기 챔버 유닛과 상기 레이저 조사 유닛 사이에 배치되며, 회전 가능하며, 적어도 하나의 슬릿이 형성된 회전 플레이트를 가지는, 주파수 변환 유닛;을 포함할 수 있다.

상기 회전 플레이트의 회전 속도가 변경됨에 따라, 상기 회전 플레이트를 통과하여 상기 가공 대상물에 조사되는 레이저 빔의 주파수가 변경될 수 있다.

상기 회전 플레이트의 회전 속도는 50 rpm ~ 4000 rpm 일 수 있다.

상기 회전 플레이트의 회전축에 수직인 방향으로의 단면 형상이 원형일 수 있다.

상기 회전 플레이트의 직경은 500 mm 이하일 수 있다.

상기 회전 플레이트에서 상기 레이저 조사 유닛에 대향하는 표면은, 반사율이 10% 이하일 수 있다.

상기 레이저 조사 유닛에서 조사된 레이저 빔은 제1 주파수를 가지며, 상기 주파수 변환 유닛을 통과한 레이저 빔은 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수를 가질 수 있다.

상기 챔버 유닛은, 베이스 플레이트(base plate)와, 상기 베이스 플레이트를 덮도록 마련되는 커버 플레이트(cover plate)와, 상기 커버 플레이트에 마련되는 것으로, 상기 레이저 빔이 투과하는 제1 윈도우(window)와, 상기 커버 플레이트에 상기 제1 윈도우와 이격되게 마련되는 것으로, 상기 가공 대상물의 특정 영역에 대한 온도 측정을 위한 측정빔이 투과하는 제2 윈도우를 포함할 수 있다.

상기 제1 및 제2 윈도우는 상기 커버 플레이트의 제1 및 제2 벽면에 마련되며, 상기 제2 벽면은 상기 제1 벽면에 대해 경사지게 형성될 수 있다.

상기 베이스 플레이트에 마련되는 것으로, 상기 가공 대상물이 적재되는 스테이지(stage)를 더 포함하며, 상기 스테이지는 상기 베이스 플레이트 상에서 이동 가능하게 마련될 수 있다.

상기 스테이지는 상기 베이스 플레이트에 대해 경사지게 기울어질 수 있도록 그 일단부가 상하로 움직이도록 마련될 수 있다.

상기 레이저 빔은 상기 스테이지에 적재된 상기 가공 대상물의 표면에 대해 경사지게 입사되며, 상기 가공 대상물로부터 반사되는 상기 레이저 빔의 일부는 상기 커버 플레이트의 내벽면 중 상기 제1 및 제2 윈도우가 형성되지 않은 영역으로 진행할 수 있다.

상기 레이저 빔과 상기 측정빔은 파장이 서로 다르고, 상기 제1 윈도우와 상기 제2 윈도우는 서로 다른 재질을 포함할 수 있다.

상기 가공 대상물의 특정 영역에 대한 온도 측정을 위한 측정빔을 출사하는 온도 측정 유닛;을 더 포함할 수 있다.

상기 챔버 유닛의 내부를 진공으로 유지시키는 진공 유닛;을 더 포함할 수 있다.

상기 회전 플레이트는, 상기 레이저 조사 유닛으로부터 이격 배치되며, 상기 챔버 유닛에 회전 가능하게 설치될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 레이저 조사 장치는,

가공 대상물에 레이저 빔을 조사하는 레이저 조사 유닛; 및

상기 가공 대상물과 상기 레이저 조사 유닛 사이에 배치되며, 회전 가능하며, 적어도 하나의 슬릿이 형성된 회전 플레이트를 가지는, 주파수 변환 유닛;을 포함하며,

상기 회전 플레이트의 직경은 500 mm 이하일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 레이저 가공 시스템, 및 레이저 조사 유닛은, 회전 가능한 주파수 변환 유닛을 채용함으로써, 가공 대상물에 조사된 레이저 빔의 주파수를 용이하게 제어할 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 레이저 가공 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이며,
도 2는 실시예에 따른 레이저 가공 시스템을 도시한 사시도이다.
도 3은 실시예에 따른 레이저 가공 시스템에서 주파수 변환 유닛을 확대 도시한 확대 사시도이다.
도 4는 주파수 변환 유닛의 회전 플레이트를 나타낸 평면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 다른 실시예에 따른 회전 플레이트를 나타낸 평면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 레이저 가공 시스템에서 주파수 변환 유닛에 의해 레이저 빔의 주파수가 변환되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 레이저 가공 시스템에서 주파수 변환 유닛에 의해 레이저 빔의 주파수가 변환되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 레이저 가공 시스템에서 주파수 변환 유닛에 의해 레이저 빔의 주파수가 변환되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 도 1의 챔버 유닛의 사시도 및 측면도이다.
도 10a 및 도 10b에는 챔버 유닛의 내부 단면이 도시되어 있다.
도 11은 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 챔버 유닛을 도시한 내부 단면도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저 가공 시스템을 개략적으로 도시한 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다.

“제1”, “제2” 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. “및/또는” 이라는 용어는 복수의 관련된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 항목들 중의 어느 하나의 항목을 포함한다.

도 1은 실시예에 따른 레이저 가공 시스템(1)을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 2는 실시예에 따른 레이저 가공 시스템(1)을 도시한 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 레이저 가공 시스템(1)은 레이저 조사 유닛(200), 주파수 변환 유닛(1000) 및 챔버 유닛(100)을 포함한다. 레이저 조사 유닛(200) 및 주파수 변환 유닛(1000)을 합하여 레이저 조사 장치라고 불리울 수 있다.

레이저 조사 유닛(200)은 레이저 빔(L1)을 조사하는 유닛으로써, 레이저 빔(L1)을 발생시키는 레이저 광원(210)과, 레이저 광원(210)에서 발생된 레이저 빔(L1)을 레이저 조사 유닛(200)의 외부로 조사하는 광학계(220)를 포함한다.

레이저 조사 유닛(200)에서 조사된 레이저 빔(L1)의 주파수가 일정할 수 있다. 예를 들어, 레이저 조사 유닛(200)은 제1 주파수를 가지는 레이저 빔(L1)을 조사할 수 있다. 다만, 레이저 조사 유닛(200)은 고정형 레이저 조사 유닛(200)에 한정되지는 아니하며, 주파수 변환이 가능한 가변형 레이저 조사 유닛(200)일 수도 있다.

챔버 유닛(100)은 내부에 가공 대상물(W)을 수용할 수 있다. 챔버 유닛(100)은 주파수 변환 유닛(1000)을 통과한 레이저 빔(L2)이 챔버 유닛(100)을 투과하여 가공 대상물(W)에 조사될 수 있다.

레이저 조사 유닛(200)과 챔버 유닛(100) 사이에는 적어도 하나의 슬릿(1111)이 형성된 주파수 변환 유닛(1000)이 배치될 수 있다.

주파수 변환 유닛(1000)의 일부는 레이저 조사 유닛(200)에 중첩되도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 주파수 변환 유닛(1000)의 일부는 레이저 조사 유닛(200)에 의해 레이저 빔(L1)이 조사되는 영역에 배치될 수 있다.

주파수 변환 유닛(1000)은 회전 가능하며, 레이저 조사 유닛(200)에 의해 조사된 레이저 빔(L1)의 샷(shot)을 제어할 수 있다.

도 3은 실시예에 따른 레이저 가공 시스템(1)에서 주파수 변환 유닛(1000)을 확대 도시한 확대 사시도이다. 도 4는 주파수 변환 유닛(1000)의 회전 플레이트(1100)를 나타낸 평면도이다. 도 5a 내지 도 5c는 다른 실시예에 따른 회전 플레이트(1100a, 1100b, 1100c)를 나타낸 평면도이다.

도 3 내지 도 4를 참조하면, 주파수 변환 유닛(1000)은 회전 플레이트(1100)와, 상기 회전 플레이트(1100)를 회전 가능하게 지지하는 회전 지지부(1200)와, 상기 회전 플레이트(1100)를 회전시키는 회전 구동부(1300)를 포함한다.

회전 플레이트(1100)에는 레이저 빔(L1)이 통과할 수 있는 적어도 하나의 슬릿(1111)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 회전 플레이트(1100)에는 2개의 슬릿(1111)이 형성될 수 있다. 슬릿(1111) 각각은 직사각형이며, 회전 플레이트(1100)의 반경 방향으로 연장된 형태일 수 있다.

다만, 슬릿(1111)의 개수 및 형상은 다양하게 변형될 수 있다. 일 예로써, 슬릿(1111)의 개수는 도 5a와 같이 단수 개이거나, 도면과 달리 3개 이상일 수 있다. 다른 예로써, 슬릿(1111A)의 형상은 도 5b와 같이 타원 형태일 수도 있다. 또한, 슬릿(1111A)의 원주 방향으로 폭 역시 필요에 따라 적절히 변경될 수 있다.

도 3을 다시 참조하면, 회전 구동부(1300)는 회전 플레이트(1100)에 회전 구동력을 제공할 수 있다. 회전 구동부(1300)에 의해 회전 플레이트(1100)가 회전되며, 회전 플레이트(1100)의 회전 속도는 50 rpm ~ 4000 rpm 일 수 있다. 다만, 회전 플레이트(1100)의 회전 속도는 반드시 이에 한정되지는 아니하며, 가공 대상물(W)에 조사되는 레이저 빔(L2)의 설정하고자 하는 주파수에 따라 달라질 수 있다.

회전 플레이트(1100)는 회전축(A)과 수직인 방향으로의 단면 형상이 원형일 수 있다. 다만, 회전 플레이트(1100)의 상기 단면 형상은 이에 한정되지 아니하며, 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 회전 플레이트(1100c)의 상기 단면 형상이 도 5c와 같이 다각형일 수 있다.

도 4를 참조하면, 회전 플레이트(1100)의 직경(D)은 500 mm 이하일 수 있다. 다만, 회전 플레이트(1100)의 직경(D)은 회전 플레이트(1100)에 레이저 빔(L1)이 조사되는 영역의 직경의 2배 이상일 수 있다.

이하에서는, 상술한 구성에 따른 주파수 변환 유닛(1000)에 의해, 레이저 빔(L1)의 주파수가 변환되는 과정을 설명하기로 한다.

도 3 내지 도 4를 참조하면, 슬릿(1111)이 형성된 회전 플레이트(1100)가 회전됨에 따라, 레이저 조사 유닛(200)에서 조사된 레이저 빔(L1)(이하, '제1 레이저 빔(L1)'이라 한다)은 슬릿(1111)에 의해 선택적으로 주파수 변환 유닛(1000)을 통과할 수 있다. 예를 들어, 제1 레이저 빔(L1)의 일부는 슬릿(1111)에 의해 회전 플레이트(1100)을 통과하지만, 나머지는 회전 플레이트(1100)에서 슬릿(1111)이 형성되지 않은 부분에 부딪혀 통과하지 못하게 된다. 그리하여, 주파수 변환 유닛(1000)에 의해 가공 대상물(W)에 조사되는 레이저 빔(L2)(이하, '제2 레이저 빔(L2)'이라 한다)의 주파수는 제1 레이저 빔(L1)의 주파수와 다르게 변경될 수 있다. 예를 들어, 레이저 조사 유닛(200)에 의해 조사된 제1 레이저 빔(L1)의 주파수가 제1 주파수일 때, 주파수 변환 유닛(1000)을 통과한 제2 레이저 빔(L2)의 주파수는 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수일 수 있다. 예를 들어, 제2 주파수는 제1 주파수보다 작을 수 있다.

도 6은 일 실시예에 따른 레이저 가공 시스템(1)에서 주파수 변환 유닛(1000)에 의해 레이저 빔(L1)의 주파수가 변환되는 과정을 설명하기 위한 것으로써, 도 6의 (a)는 레이저 조사 유닛(200)에 의해 출사된 제1 레이저 빔(L1)을 나타낸 것이며, 도 6의 (b)는 회전 플레이트(1100)의 회전시, 레이저 조사 유닛(200)에 의해 제1 레이저 빔(L1)이 조사된 영역을 지나는 슬릿(1111)의 주기를 나타낸 것이며, 도 6의 (c)는 주파수 변환 유닛(1000)을 통과한 제2 레이저 빔(L2)을 나타낸 것이다.

도 6의 (a)를 참조하면, 레이저 조사 유닛(200)에 의해 조사된 제1 레이저 빔(L1)은 펄스 레이저 빔일 수 있다. 예를 들어, 제1 레이저 빔(L1)은 단위 시간(t0)당 6 개의 펄스를 가질 수 있다.

도 6의 (b)를 참조하면, 회전 구동부(1300)에 의해 회전 플레이트(1100)가 회전됨에 따라, 회전 플레이트(1100)에 형성된 슬릿(1111)은 단위 시간(t0) 동안 제1 레이저 빔(L1)이 조사되는 영역을 3회 지날 수 있다.

이러한 레이저 조사 유닛(200)과 주파수 변환 유닛(1000)의 조합에 의해, 제1 레이저 빔(L1)의 2 번째, 4 번째, 6 번째 펄스는 회전 플레이트(1100)를 통과하는 반면, 1 번째, 3 번째, 5 번째 펄스는 회전 플레이트(1100)를 통과하지 못한다. 그리하여, 주파수 변환 유닛(1000)을 통과한 제2 레이저 빔(L2)은 도 6의 (c)와 같이, 단위 시간(t0)당 3번의 펄스를 가질 수 있다. 즉, 주파수 변환 유닛(1000)에 의해, 레이저 빔은 단위 시간(t0)당 6 개의 펄스를 가지는 제1 레이저 빔(L1)에서 단위 시간(t0)당 3개의 펄스를 가지는 제2 레이저 빔(L2)으로 변경될 수 있다.

도 7은 다른 실시예에 따른 레이저 가공 시스템(1)에서 주파수 변환 유닛(1000)에 의해 레이저 빔의 주파수가 변환되는 과정을 설명하기 위한 것으로써, 도 6에서 회전 플레이트(1100)의 회전 속도를 변경한 것이다.

도 7의 (a)를 참조하면, 도 6의 (a)와 동일하게, 제1 레이저 빔(L1)은 단위 시간(t0)당 6 번의 펄스를 가질 수 있다.

도 7의 (b)를 참조하면, 회전 플레이트(1100)의 회전 속도가 변경될 수 있다. 예를 들어, 슬릿(1111)이 단위 시간(t0) 동안 제1 레이저 빔(L1)이 조사된 영역을 4회 지나도록, 회전 플레이트(1100)가 회전될 수 있다.

도 7의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 제1 레이저 빔(L1)의 3번째, 6번째 펄스는 회전 플레이트(1100)를 통과하는 반면, 1번째, 2번째, 4번째, 5번째 펄스는 회전 플레이트(1100)를 통과하지 못한다. 그리하여, 주파수 변환 유닛(1000)을 통과한 제2 레이저 빔(L2)은 도 7의 (c)와 같이, 단위 시간(t0)당 2번의 펄스를 가질 수 있다.

단위 시간(t0)이 1초라고 가정할 때, 제1 레이저 빔(L1)의 주파수는 6 Hz이며, 회전 플레이트(1100)의 슬릿(1111) 주기를 주파수로 환산하였을 때, 회전 플레이트(1100)의 주파수는 4 Hz이다. 이 경우, 제2 레이저 빔(L2)의 주파수는 제1 레이저 빔(L1)의 주파수와 회전 플레이트(1100)의 주파수의 최소 공배수인 2 Hz로 나타난다.

도 6과 도 7을 비교해보면, 제1 레이저 빔(L1)의 주파수가 동일함에도 불구하고, 회전 플레이트(1100)의 회전 속도가 달라짐에 따라, 회전 플레이트(1100)를 통과한 제2 레이저 빔(L2)의 주파수가 서로 다르게 나타났음을 알 수 있다.

한편, 상술한 실시예에서는, 제1 레이저 빔(L1)이 펄스 레이저 빔인 경우를 중심으로 설명하였다. 그러나, 제1 레이저 빔(L1)은 펄스 레이저 빔에 한정되지 아니하며, 연속 레이저 빔일 수도 있다.

도 8은 또 다른 실시예에 따른 레이저 가공 시스템(1)에서 주파수 변환 유닛(1000)에 의해 레이저 빔의 주파수가 변환되는 과정을 설명하기 위한 것으로써, 도 6에서 제1 레이저 빔(L1)을 연속 레이저 빔으로 변경한 것이다.

도 8의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 제1 레이저 빔(L1)은 회전 플레이트(1100)의 슬릿(1111)이 제1 레이저 빔(L1)이 조사된 영역을 지날 때에만 회전 플레이트(1100)를 통과한다. 그리하여, 주파수 변환 유닛(1000)을 통과한 제2 레이저 빔(L2)은 도 8의 (c)와 같이, 단위 시간(t0)당 3번의 펄스를 가질 수 있다.

도 6 내지 도 8에서 설명한 바와 같이, 실시예에 따른 레이저 조사 장치 및 이를 포함하는 레이저 가공 시스템(1)에서는, 가공 대상물(W)과 레이저 조사 유닛(200) 사이에 배치된 주파수 변환 유닛(1000)에 의해, 레이저 빔의 주파수가 변경된다. 다시 말해, 슬릿(1111)이 형성된 회전 플레이트(1100)가 회전하는 기구적인 구조물을 통해, 용이하게 가공 대상물(W)에 가해지는 제2 레이저 빔(L2)의 주파수를 변경할 수 있다.

이러한 제2 레이저 빔(L2)의 주파수 변경을 통해, 제2 레이저 빔(L2)에 의해 가공 대상물(W)에 가해지는 에너지 밀도를 제어할 수 있다. 레이저 빔에 의해 가공 대상물(W)에 가해지는 에너지 밀도는, 레이저 빔의 펄스당 에너지와 레이저 빔의 주파수의 곱에 의해 결정된다. 따라서, 주파수 변환 유닛(1000)에 의해 제2 레이저 빔(L2)의 주파수를 제어함으로써, 제2 레이저 빔(L2)에 의해 가공 대상물(W)에 가해지는 에너지 밀도를 제어할 수 있게 된다.

다시 도 3 및 도 4를 참조하면, 회전 플레이트(1100)는 슬릿(1111)이 형성되어 제1 레이저 빔(L1)을 통과시키는 통과 영역(1110)과, 슬릿(1111)이 형성되지 않아 제1 레이저 빔(L1)을 차단하는 차단 영역(1120)으로 구분될 수 있다.

회전 플레이트(1100)가 회전하는 동안, 회전 플레이트(1100)의 통과 영역(1110)과 차단 영역(1120)이 레이저 조사 유닛(200)의 하부를 주기적으로 지나게 된다. 그에 따라, 통과 영역(1110)이 레이저 조사 유닛(200)의 하부를 지날 때에는 제1 레이저 빔(L1)이 회전 플레이트(1100)를 통과하며, 차단 영역(1120)이 레이저 조사 유닛(200)의 하부를 지날 때에는 제1 레이저 빔(L1)이 회전 플레이트(1100)를 통과하지 못하고 차단된다.

회전 플레이트(1100)를 통과하지 못한 제1 레이저 빔(L1)이 차단 영역(1120)의 일부에 연속적으로 조사될 경우, 차단 영역(1120)은 열화 또는 파손될 가능성도 배제할 수 없다. 그러나, 실시예에 따른 레이저 조사 장치 및 이를 포함하는 레이저 가공 시스템(1)에서는, 회전 플레이트(1100)가 회전되는 구조를 가지며, 그에 따라 제1 레이저 빔(L1)이 조사되는 차단 영역(1120)은 회전된다. 그리하여, 제1 레이저 빔(L1)은 원주 방향을 따라 차단 영역(1120) 내의 복수의 위치에 골고루 조사될 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 레이저 가공 시스템(1)에서는, 차단 영역(1120)이 정지되어 있을 경우 나타나는 문제점인 차단 영역(1120)의 일부가 제1 레이저 빔(L1)의 집중 조사에 의해 열화 또는 파손되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 실시예에 따른 레이저 가공 시스템(1)에서는, 회전 플레이트(1100)가 제1 레이저빔(L1)에 의한 에너지 밀도가 16000 W/cm² 이하에서, 파손되지 않을 수 있다.

한편, 차단 영역(1120)과 통과 영역(1110)이 회전 방향을 따라 배열되어 있기 때문에, 설사 차단 영역(1120)의 일부가 파손되더라도, 제1 레이저 빔(L1)이 통과 영역(1110)을 통과하는 데 영향을 미치지 않을 수 있다. 만일, 실시예와 달리, 통과 영역(1110)과 차단 영역(1120)이 제1 레이저 빔(L1)의 조사 방향을 따라 배열된 구조일 경우, 차단 영역(1120)의 파손 또는 열화가 발생하였을 때, 이러한 차단 영역(1120)은 제1 레이저 빔(L1)이 통과 영역(1110)을 통과하는 것을 방해할 수 있다. 그러나, 실시예에서는, 회전 플레이트(1100)가 회전하며, 차단 영역(1120)과 통과 영역(1110)이 회전 방향을 따라 배열되어 있기 때문에, 설사 차단 영역(1120)의 일부가 파손되더라도, 파손된 차단 영역(1120)의 일부는 제1 레이저 빔(L1)이 통과 영역(1110)을 통과하는 것을 방해하지 않게 된다.

회전 플레이트(1100)는 제1 레이저 빔(L)에 대해 저반사율을 가질 수 있다. 예를 들어, 회전 플레이트(1100)에서 레이저 조사 유닛(200)에 대향하는 표면은 반사율이 10 % 이하일 수 있다. 회전 플레이트(1100)가 저반사율을 가짐으로써, 회전 플레이트(1100)가 회전하는 동안, 슬릿(1111)을 통과하지 못한 제1 레이저 빔(L1)이 주변 부재(미도시)를 향해 반사되는 것을 방지 또는 저감할 수 있다. 그리하여, 주변 부재의 파손 또는 열화를 방지할 수 있다.

도 9a 및 도 9b는 도 1의 챔버 유닛의 사시도 및 측면도이다. 도 10a 및 도 10b에는 챔버 유닛의 내부 단면이 도시되어 있다.

도 9a 내지 도 10b를 참조하면, 챔버 유닛(100)은 베이스 플레이트(base plate, 105)와 이 베이스 플레이트(105)를 덮도록 마련되는 커버 플레이트(cover plate, 110)를 포함한다. 여기서, 커버 플레이트(110)에는 제1 및 제2 윈도우(window, 121,122)가 마련되어 있다. 그리고, 베이스 플레이트(105)에는 가공 대상물(W)이 적재되는 스테이지(stage, 130)가 마련되어 있다.

제1 윈도우(121)는 주파수 변환 유닛(1000)을 통과한 제2 레이저 빔(L2)이 투과하는 곳으로, 커버 플레이트(110)의 제1 벽면(110a, 도 9a에서 커버 플레이트의 상면)에 마련될 수 있다.

제1 윈도우(121)는 입사되는 제2 레이저 빔(L2)의 파장을 잘 투과시킬 수 있는 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 레이저 빔(L2)이 예를 들면, 248nm, 266nm, 355nm 등과 같은 자외선 범위의 파장을 가지는 경우에는 제1 윈도우(121)는 예를 들어 용융된 실리카(fused silica) 등을 포함할 수 있다. 또한, 제2 레이저 빔(L2)이 가시광선 범위의 파장을 가지는 경우에는 제1 윈도우(121)는 예를 들어 석영(Quartz) 등을 포함할 수 있다. 그리고, 제2 레이저 빔(L2)이 적외선 범위의 파장을 가지는 경우에는 제1 윈도우(121)는 ZnSe 등을 포함할 수 있다. 하지만, 이상에서 언급된 제1 윈도우(121)의 재질은 단지 예시적인 것으로, 이외에도 제1 윈도우(121)는 다른 다양한 재질을 포함할 수 있다.

제2 윈도우(122)는 온도 측정을 위한 측정빔(DL)이 투과하는 곳으로, 커버 플레이트(110)의 제2 벽면(110b, 도 9a에서 커버 플레이트(110)의 일측면)에 마련될 수 있다. 챔버 유닛(100)의 외부, 예를 들면, 챔버 유닛(100)의 일측 상부에 마련된 온도 측정 유닛(300)으로부터 출사된 측정빔(DL)은 커버 플레이트(110)의 제2 윈도우(122)를 투과하여 스테이지(130) 상에 적재된 가공 대상물(W)의 특정 영역에 조사될 수 있다. 이에 따라, 온도 측정 유닛(300)은 가공 대상물(130)의 특정 영역에 대한 온도를 실시간으로 측정하고 모니터링할 수 있다.

제2 윈도우(122)가 마련되는 제2 벽면(110b)은 제1 윈도우(121)가 마련되는 제1 벽면(110a)에 대해 경사지게 형성될 수 있다. 이와 같이, 측정빔(DL)이 투과하는 제2 윈도우(122)가 위치하는 제2 벽면(110b)이 제2 레이저 빔(L2)이 투과하는 제1 윈도우(121)가 위치하는 제1 벽면(110a)에 대해 경사지게 형성된 것은 온도 측정 유닛(300)으로 출사된 측정빔(DL)이 제2 윈도우(122)에 입사되는 각도를 조절함으로써 측정빔(DL)이 챔버 유닛(100) 내 가공 대상물(W) 상의 원하는 위치에 정확하게 도달되도록 하기 위함이다. 한편, 본 실시예는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 윈도우(122)가 마련되는 제2 벽면(110b)이 제1 윈도우(121)가 마련되는 제1 벽면(110a)에 대해 경사지게 형성되지 않을 수도 있다.

제2 윈도우(122)를 투과하는 측정빔(DL)은 제1 윈도우(121)를 투과하는 제2 레이저 빔(L2)과는 다른 파장을 가질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 윈도우(122)는 입사되는 측정빔(DL)의 파장을 잘 투과시킬 수 있는 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 측정빔(DL)은 적외선 범위의 파장을 가지는 경우에는 제2 윈도우(122)는 ZnSe 등을 포함할 수 있다. 하지만, 이는 단지 예시적인 것이다. 본 실시예에서 사용되는 측정빔(DL)은 다양한 파장 범위을 가질 수 있으며, 이에 대응하여 제2 윈도우(122)는 그 파장의 빛을 잘 투과시킬 수 있는 재질을 포함할 수 있다.

베이스 플레이트(105)의 상면에는 가공 대상물(W)이 적재되는 스테이지(130)가 마련될 수 있다. 그리고, 후술하는 바와 같이 스테이지(130)는 베이스 플레이트(105)에 대해 경사지게 기울어지게 배치될 수 있으며, 이 경사 각도는 다양하게 조절될 수 있다. 이를 위해서, 스테이지(130)의 일단부는 가이드 부재(137)를 통해 베이스 플레이트(105)에 대해 상하로 움직일 수 있도록 되어 있으며, 스테이지(130)의 타단부는 상하 이동을 방지하는 핀(pin, 135)으로 고정되어 있다. 이와 같이, 스테이지(130)를 베이스 플레이트(105)에 대해 기울어지게 배치하는 것은 제1 윈도우(121)를 투과하는 제2 레이저 빔(L2)이나 또는 제2 윈도우(122)를 투과하는 측정빔(DL)이 정확하게 가공 대상물(W)의 원하는 영역에 입사될 수 있도록 하기 위함이다. 한편, 베이스 플레이스(105) 상에 마련된 스테이지(130)는 베이스 플레이트(105) 상에서 원하는 위치로 이동이 가능하도록 설치되어 있다.

본 실시예에 따른 챔버 유닛(100)은 그 내부가 진공으로 유지되는 것이 바람직하다. 이는 가공 대상물(W)이 제2 레이저 빔(L2)의 조사에 의해 반응하는 과정에서 다른 기체나 불순물 등에 의해 방해를 받지 않아야 하고, 또한 진공 상태에서 가공 대상물(W)에 반응하는 특정한 기체를 챔버 유닛(100)의 내부에 주입하게 되면 신뢰성이 높은 가공 공정을 수행할 수 있기 때문이다.

도 10a를 참조하면, 챔버 유닛(100)의 상부에는 제1 레이저 빔(L1)을 출사하는 레이저 조사 유닛(200)과, 제1 레이저 빔(L1)을 다른 주파수를 가지는 제2 레이저 빔(L2)으로 변환시키는 주파수 변환 유닛(1000)이 마련되어 있으며, 챔버 유닛(100)의 일측 상부에는 온도 측정을 위한 측정빔(DL)을 출사하는 온도 측정 유닛(300)이 마련되어 있다. 그리고, 챔버 유닛(100)의 내부에서 스테이지(130)는 베이스 플레이트(105)에 대해 제1 각도(θ1)로 기울어져 있으며. 이렇게 기울어진 스테이지(130)의 상면에 가공 대상물(W)이 적재되어 있다.

이와 같은 구조에서, 레이저 조사 유닛(200)으로부터 출사된 제2 레이저 빔(L2)은 커버 플레이트(110)의 제1 벽면(110a, 예를 들면, 상면)에 마련되는 제1 윈도우(121)를 투과하여 가공 대상물(W)에 조사된다. 여기서, 제2 레이저 빔(L2)은 가공 대상물(W)의 표면에 대해 경사지게 입사될 수 있다. 이와 같이, 제2 레이저 빔(L2)이 가공 대상물(W)의 소정 영역에 조사됨으로써 가공 작업이 수행될 수 있다.

이러한 레이저 가공 공정에서 가공 대상물(W)에 입사되는 제2 레이저 빔(L2)의 일부는 반사될 수 있는데, 이렇게 반사되는 레이저 빔(RL)은 커버 플레이트(110)의 내벽면 중에서 제1 및 제2 윈도우(121,122)가 형성되지 않은 부분 쪽으로 진행되는 것이 바람직하다. 이는 가공 대상물(W)에서 반사되는 레이저 빔(RL)이 제1 윈도우(121) 또는 제2 윈도우(122) 쪽으로 진행하는 경우에는 반사된 레이저 빔(RL)에 의해 제1 또는 제2 윈도우(121,122)가 손상될 수 있기 때문이다.

온도 측정 유닛(300)으로부터 출사된 측정빔(DL)은 커버 플레이트(110)의 경사진 제2 벽면(110b, 예를 들면, 측면)에 마련되는 제2 윈도우(122)를 투과하여 가공 대상물(W)의 특정 영역에 조사될 수 있다. 이에 따라, 온도 측정 유닛(300)은 레이저 가공 작업이 진행되는 동안에도 가공 대상물(W)의 특정 영역에 대한 온도를 실시간으로 측정하고 모니터링 할 수 있다. 여기서, 온도를 측정하고자 하는 가공 대상물(W)의 특정 영역은 일반적으로 레이저 조사 영역이 될 수 있지만, 이에 한정되지 않고 레이저 조사 영역의 주변 영역이나 또는 다른 영역이 될 수도 있다.

도 10b를 참조하면, 도 10a와 비교하여 스테이지(130)는 베이스 플레이트(105) 상에서 일방향으로 직선 이동하였으며, 또한 스테이지(130)는 도 10a에 도시된 제1 각도(θ1)보다 큰 제2 각도(θ2)로 기울어져 있다. 레이저 조사 유닛(200)으로부터 출사되어 제1 윈도우(121)를 투과하는 제2 레이저 빔(L2)은 가공 대상물(W)의 다른 영역에 조사되면서 레이저 가공 작업을 진행할 수 있다. 또한, 온도 측정 유닛(300)으로부터 출사되어 제2 윈도우(122)를 투과하는 측정빔(DL)은 가공 대상물(W)의 특정 영역에 조사되어 온도를 실시간으로 측정하고 모니터링 할 수 있다. 한편, 도 10a 및 도 10b에 도시된 스테이지(130)의 경사 각도(θ1, θ2)는 제2 레이저 빔(L2) 및/또는 측정빔(DL)이 가공 대상물(W)에 입사되는 각도가 최적화될 수 있도록 적절하게 조절될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 실시예에 따른 챔버 유닛(100)에서는 커버 플레이트(110)의 다른 벽면, 즉 제1 및 제2 벽면(110a, 110b)에 각각 제1 및 제2 윈도우(121,122)를 마련함으로써 제2 레이저 빔(L2)은 제1 윈도우(121)를 투과하여 가공 대상물(W)의 소정 영역에 조사되어 레이저 가공작업을 진행하고, 측정빔(DL)은 제2 윈도우(122)를 투과하여 가공 대상물(W)의 특정 영역에 대한 온도를 측정할 수 있다. 이에 따라, 레이저 가공 작업이 진행되는 동안에도 가공 대상물(W)의 특정 영역(예를 들면, 레이저 조사 영역이나 그 주위 영역 등)에 대한 온도를 실시간으로 측정하고 모니터링할 수 있고, 또한, 레이저 가공 작업의 품질 여부를 실시간으로 확인할 수 있다.

구체적인 예로서, 실리콘 박막 등과 같은 특정 가공 대상물의 경우에는 레이저 빔의 조사에 의해 반응하는 가공 대상물(W)의 온도나 또는 데미지(damage) 구간 등으로 실시간으로 측정할 수 있다. 또한, 챔버 유닛(100)의 내부에 식각 가스를 주입한 상태에서 포토 마스크에 레이저 빔(L2)을 조사하게 되면 레이저 빔(L2)의 조사 영역이나 그 주위의 영역에 대한 온도를 측정함으로써 원하는 영역에만 식각 공정을 수행할 수 있다. 그리고, 웨이퍼 어닐링 공정을 수행하면서 레이저 빔(L2)의 특정 조사 영역이나 그 주위 영역에 대한 온도를 실시간으로 측정함으로써 원하는 어닐링 공정을 정확하게 수행할 수 있다.

그리고, 챔버 유닛(100)의 커버 플레이트(110)에 제2 레이저 빔(L2)과 측정빔(DL)이 각각 투과하는 제1 및 제2 윈도우(121,122)를 마련함으로써 제2 레이저 빔(L2)과 다른 파장을 가지는 다양한 광을 측정빔(DL)으로 사용할 수 있다.

도 11은 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 챔버 유닛을 도시한 내부 단면도이다.

도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 챔버 유닛(100')에서는 전술한 실시예와는 달리 스테이지(130)가 베이스 플레이트(105)에 대해 경사지게 마련되어 있지 않고 베이스 플레이트(105)에 나란하게 마련되어 있다. 여기서, 스테이지(130)는 베이스 플레이트(105) 상에서 원하는 위치로 이동 가능하도록 설치됨으로써 가공 대상물(W)의 다양한 영역에 제2 레이저 빔(L2) 및 측정빔(DL)이 조사될 수 이다.

그리고, 스테이지(130)에 적재된 가공 대상물(W)의 표면에 대해 제2 레이저 빔(L2)이 경사지게 입사될 수 있도록 레이저 조사 유닛(200)이 배치될 수 있다. 이 때, 주파수 변환 유닛(1000)은 도 11과 같이 제1 레이저 빔(L1)에 대해 예각으로 경사지게 배치될 수 있으나, 이에 한정되지는 아니하며, 제1 레이저 빔(L1)에 대해 수직으로 배치될 수도 있다.

이와 같이, 스테이지(130)가 베이스 플레이트(105)에 나란하게 마련되는 실시예는 예를 들면 가공 대상물(W)에 조사되는 제2 레이저 빔(L2)의 크기가 큰 경우에 적용될 수 있다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저 가공 시스템을 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 12는 전술한 챔버 유닛(100)을 포함하는 레이저 가공 시스템(1)이 도시되어 있다.

도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저 가공 시스템(1)은 레이저 조사 유닛(200), 온도 측정 유닛(300), 챔버 유닛(100) 및 주파수 변환 유닛(1000)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 레이저 조사 유닛(200) 및 주파수 변환 유닛(1000)은 챔버 유닛(100)의 상부에 마련될 수 있으며, 온도 측정 유닛(300)은 챔버 유닛(100)의 일측 상부에 마련될 수 있다. 하지만, 이는 단지 예시적인 것으로, 레이저 조사 유닛(200), 주파수 변환 유닛(1000) 및 온도 측정 유닛(300)의 위치는 다양하게 변형될 수 있다.

레이저 조사 유닛(200)은 제1 레이저 빔(L1)을 출사하는 것으로써, 자외선 범위 파장을 가지는 제1 레이저 빔(L1)을 출사할 수 있다. 하지만, 이는 단지 예시적인 것으로, 이외에도 레이저 조사 유닛(200)은 가공 작업의 종류에 따라 다양한 파장 범위의 제1 레이저 빔(L1)을 출사할 수 있다.

주파수 변환 유닛(1000)은 가공 대상물(W)에 가해지는 제2 레이저 빔(L2)의 주파수를 제1 레이저 빔(L1)의 주파수와 다르게 변환한다. 주파수 변환 유닛(1000)은 필요에 따라 다른 주파수 변환 유닛(미도시)으로 교환될 수 있다. 예를 들어, 슬릿의 개수가 다른 주파수 변환 유닛으로 교체될 수 있다.

온도 측정 유닛(300)은 온도 측정을 위해 사용되는 측정빔(DL)을 조사하여 가공 대상물(W) 중 제2 레이저 빔(L2)이 조사되는 영역이나 그 주위 영역 또는 다른 영역에 대한 온도를 측정하기 위한 것이다. 예를 들면, 온도 측정 유닛(300)은 가시광선 또는 적외선 범위의 파장을 가지는 측정빔(DL)을 조사할 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 온도 측정 유닛(300)으로는 예를 들어 열화상 카메라 또는 파이로메터(pyrometer) 등이 사용될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

챔버 유닛(100)은 도 10a을 참조하면, 베이스 플레이트(105)와, 이 베이스 플레이트(105)를 덮도록 마련되는 커버 플레이트(110)와, 커버 플레이트(110)에 마련되는 제1 및 제2 윈도우(121,122)를 포함한다. 여기서, 제1 윈도우(121)는 제2 레이저 빔(L2)이 투과하는 곳으로, 커버 플레이트(110)의 제1 벽면(110a, 예를 들면, 커버 플레이트(110)의 상면)에 마련될 수 있다. 챔버 유닛(100)의 상부에 마련된 레이저 조사 유닛(200)으로부터 출사된 제2 레이저 빔(L2)은 커버 플레이트(110)의 제1 윈도우(121)를 투과하여 스테이지(130) 상에 적재된 가공 대상물(W)의 소정 영역에 조사될 수 있다. 이러한 제1 윈도우(121)는 입사되는 제2 레이저 빔(L2)의 파장을 잘 투과시킬 수 있는 재질을 포함할 수 있다.

제2 윈도우(122)는 온도 측정을 위한 측정빔(DL)이 투과하는 곳으로, 커버 플레이트(110)의 제2 벽면(110b, 예를 들면, 커버 플레이트(110)의 일측면)에 마련될 수 있다. 챔버 유닛(100)의 일측 상부에 마련된 온도 측정 유닛(300)으로부터 출사된 측정빔(DL)은 커버 플레이트(110)의 제2 윈도우(122)를 투과하여 스테이지(130) 상에 적재된 가공 대상물(W)의 특정 영역에 조사될 수 있다. 이에 따라 온도 측정 유닛(300)은 가공 대상물(W)의 특정 영역에 대한 온도를 실시간으로 측정할 수 있다. 제2 윈도우(122)가 마련되는 제2 벽면(110b)은 제1 윈도우(121)가 마련되는 제1 벽면(110a)에 대해 경사지게 형성될 수 있다. 한편, 제2 윈도우(122)를 투과하는 측정빔(DL)은 제1 윈도우(121)를 투과하는 제2 레이저 빔(L2)과는 다른 파장을 가질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 윈도우(122)는 입사되는 측정빔(DL)의 파장을 잘 투과시킬 수 있는 재질을 포함할 수 있다.

베이스 플레이트(105)에는 가공 대상물(W)을 적재하는 스테이지(130)가 마련되어 있으며, 이 스테이지(130)는 베이스 플레이트(105) 상을 이동할 수 있도록 설치되어 있다. 그리고, 스테이지(130)는 베이스 플레이트(105)에 대해 경사지게 기울어지도록 마련될 수 있다. 한편, 스테이지(130)는 베이스 플레이트(105)에 대해 경사지게 기울어지도록 마련되지 않을 수도 있다.

챔버 유닛(100)의 하부에는 진공 유닛(400)이 더 마련될 수 있다. 이러한 진공 유닛(400)은 챔버 유닛(100)와 연결되어 챔버 유닛(100)의 내부를 진공으로 유지시키는 역할을 할 수 있다. 그리고, 진공 유닛(400)의 상부에는 챔버 유닛(100)의 내부 압력을 표시하는 역할을 하는 압력 디스플레이 유닛(500)이 더 마련될 수도 있다.

이상과 같이, 챔버 유닛(100)의 커버 플레이트(110)에는 제1 및 제2 윈도우(121,122)를 마련함으로써 제2 레이저 빔(L2)은 제1 윈도우(121)를 투과하여 가공 대상물(W)의 소정 영역에 조사됨으로써 레이저 가공작업을 진행하고, 측정빔(DL)은 제2 윈도우(122)를 투과하여 가공 대상물(W)의 특정 영역에 대한 온도를 측정할 수 있다. 따라서, 레이저 가공 작업이 진행되는 동안에도 가공 대상물(W)의 특정 영역(예를 들면, 레이저 조사 영역이나 그 주위 영역 등)에 대한 온도를 실시간으로 측정하고 모니터링할 수 있다. 또한, 측정빔(DL)으로는 제2 레이저 빔(L2)과 다른 파장을 가지는 다양한 파장의 광을 사용할 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시예에 따른 주파수 변환 유닛(1000) 및 챔버 유닛(100)은 레이저 가공을 이용하는 다양한 분야에 활용될 수 있다. 일 예로, 챔버 유닛(100) 및 주파수 변환 유닛(1000)은 레이저 어닐링(laser annealing), 포토 마스크의 접착제(glue) 제거, 레이저를 이용한 에칭 등에 사용될 수 있다. 또한, 레이저를 이용한 가공대상물의 흡수율에 따른 온도 특성 변화 혹은 상변화(phase transition)등을 측정하는 데에도 유용하게 사용될 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

1 : 레이저 가공 시스템 100 : 챔버 유닛
105 : 베이스 플레이트 110 : 커버 플레이트
121 : 제1 윈도우 122 : 제2 윈도우
130 : 스테이지 135 : 핀(pin)
137 : 가이드 부재 200 : 레이저 조사 유닛
210 : 레이저 광원 220 : 광학계
300 : 온도 측정 유닛 400 : 진공 유닛
500 : 압력 디스플레이 유닛 1000 : 주파수 변환 유닛
1100, 1100a, 1100b, 1100c : 회전 플레이트
1110 : 통과 영역 1120 : 차단 영역
1111, 1111A : 슬릿 1200 : 회전 지지부
1300 : 회전 구동부 W : 가공 대상물
L1 : 제1 레이저 빔 L2 : 제2 레이저 빔

Claims

레이저 빔을 조사하는 레이저 조사 유닛;
내부에 가공 대상물을 수용 가능하며, 외부로부터 상기 레이저 빔이 투과하여 상기 가공 대상물에 조사되는 챔버 유닛; 및
상기 챔버 유닛과 상기 레이저 조사 유닛 사이에 배치되며, 회전 가능하며, 적어도 하나의 슬릿이 형성된 회전 플레이트를 가지는, 주파수 변환 유닛;을 포함하며,
상기 레이저 조사 유닛의 상기 레이저 빔은 제1 주파수를 가지며 소정의 펄스당 에너지를 가지며,
상기 회전 플레이트가 회전하는 동안, 상기 레이저 빔은 상기 적어도 하나의 슬릿을 통과하여, 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수를 가지며 상기 펄스당 에너지와 동일한 펄스당 에너지를 가지는 레이저 빔으로 변환되며,
상기 회전 플레이트에서 상기 레이저 조사 유닛에 대향하는 표면은, 반사율이 10% 이하인, 레이저 가공 시스템.
제1항에 있어서,
상기 회전 플레이트의 회전 속도가 변경됨에 따라, 상기 회전 플레이트를 통과하여 상기 가공 대상물에 조사되는 레이저 빔의 주파수가 변경되는, 레이저 가공 시스템.
제2항에 있어서,
상기 회전 플레이트의 회전 속도는 50 rpm ~ 4000 rpm 인, 레이저 가공 시스템.
제1항에 있어서,
상기 회전 플레이트의 회전축에 수직인 방향으로의 단면 형상이 원형인, 레이저 가공 시스템.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 챔버 유닛은,
베이스 플레이트(base plate)와,
상기 베이스 플레이트를 덮도록 마련되는 커버 플레이트(cover plate)와,
상기 커버 플레이트에 마련되는 것으로, 상기 레이저 빔이 투과하는 제1 윈도우(window)와,
상기 커버 플레이트에 상기 제1 윈도우와 이격되게 마련되는 것으로, 상기 가공 대상물의 특정 영역에 대한 온도 측정을 위한 측정빔이 투과하는 제2 윈도우를 포함하는, 레이저 가공 시스템.
제7항에 있어서,
상기 제1 및 제2 윈도우는 상기 커버 플레이트의 제1 및 제2 벽면에 마련되며,
상기 제2 벽면은 상기 제1 벽면에 대해 경사지게 형성된, 레이저 가공 시스템.
제7항에 있어서,
상기 베이스 플레이트에 마련되는 것으로, 상기 가공 대상물이 적재되는 스테이지(stage)를 더 포함하며,
상기 스테이지는 상기 베이스 플레이트 상에서 이동 가능하게 마련되는, 레이저 가공 시스템.
제9항에 있어서,
상기 스테이지는 상기 베이스 플레이트에 대해 경사지게 기울어질 수 있도록 그 일단부가 상하로 움직이도록 마련되는, 레이저 가공 시스템.
제10항에 있어서,
상기 레이저 빔은 상기 스테이지에 적재된 상기 가공 대상물의 표면에 대해 경사지게 입사되며,
상기 가공 대상물로부터 반사되는 상기 레이저 빔의 일부는 상기 커버 플레이트의 내벽면 중 상기 제1 및 제2 윈도우가 형성되지 않은 영역으로 진행하는, 레이저 가공 시스템.
제7항에 있어서,
상기 레이저 빔과 상기 측정빔은 파장이 서로 다르고, 상기 제1 윈도우와 상기 제2 윈도우는 서로 다른 재질을 포함하는, 레이저 가공 시스템.
제1항에 있어서,
상기 가공 대상물의 특정 영역에 대한 온도 측정을 위한 측정빔을 출사하는 온도 측정 유닛;을 더 포함하는, 레이저 가공 시스템.
제1항에 있어서,
상기 챔버 유닛의 내부를 진공으로 유지시키는 진공 유닛;을 더 포함하는 레이저 가공 시스템.
제1항에 있어서,
상기 회전 플레이트는, 상기 레이저 조사 유닛으로부터 이격 배치되며, 상기 챔버 유닛에 회전 가능하게 설치된, 레이저 가공 시스템.
가공 대상물에 레이저 빔을 조사하는 레이저 조사 유닛; 및
상기 가공 대상물과 상기 레이저 조사 유닛 사이에 배치되며, 회전 가능하며, 적어도 하나의 슬릿이 형성된 회전 플레이트를 가지는, 주파수 변환 유닛;을 포함하며,
상기 레이저 조사 유닛의 상기 레이저 빔은 제1 주파수를 가지며 소정의 펄스당 에너지를 가지며,
상기 회전 플레이트가 회전하는 동안, 상기 레이저 빔은 상기 적어도 하나의 슬릿을 통과하여, 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수를 가지며 상기 펄스당 에너지와 동일한 펄스당 에너지를 가지는 레이저 빔으로 변환되며,
상기 회전 플레이트의 회전 속도가 변경됨에 따라, 상기 회전 플레이트를 통과하여 상기 가공 대상물에 조사되는 레이저 빔의 주파수가 변경되며,
상기 회전 플레이트에서 상기 레이저 조사 유닛에 대향하는 표면은, 반사율이 10% 이하인, 레이저 가공 시스템의 레이저 조사 장치.
제16항에 있어서,
상기 회전 플레이트의 회전 속도는 50 rpm ~ 4000 rpm 인, 레이저 가공 시스템의 레이저 조사 장치.
제16항에 있어서,
상기 회전 플레이트의 회전축에 수직인 방향으로의 단면 형상은 원형인, 레이저 가공 시스템의 레이저 조사 장치.
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