KR102062164B1 - 폴리곤 미러 및 다중 입사빔을 이용한 연속 가공 장치 - Google Patents

폴리곤 미러 및 다중 입사빔을 이용한 연속 가공 장치 Download PDF

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Abstract

연속 가공 장치, 연속 가공 방법이 제공된다.
개시된 연속 가공 장치는, 광원, 회전하며 입사광을 반사시키는 폴리곤 미러, 입사광이 상기 폴리곤 미러의 모서리에 닿지 않도록 입사광의 광경로를 제1 광경로 또는 제2 광경로로 스위칭하는 광변조기, 상기 폴리곤 미러에서 반사된 제1 광경로의 광과 상기 폴리곤 미러에서 반사된 제2 광경로의 광이 서로 평행하도록 제1 광경로를 조절하는 제1 광학미러부, 제1 광경로의 광과 제2 광경로의 광이 대상물의 동일한 가공 위치에 맺히도록 집광하는 렌즈 모듈을 포함한다.

Description

폴리곤 미러 및 다중 입사빔을 이용한 연속 가공 장치{Continuous Processing Device using polygon mirror and multiple incident beam}
레이저 반복 가공에 있어서, 가공 간격(processing term)을 최소화할 수 있는 폴리곤 미러 및 다중 입사빔을 이용한 연속 가공 장치를 개시한다.
최근 여러 산업에서 대상물을 절단, 천공, 패터닝 하기 위한 가공 기술이 발전하고 있다. 이러한 가공 기술은 일반적으로 레이저 빔을 가공물의 표면에 주사하여 가공물의 표면의 형상이나 물리적 성질들을 가공한다. 가공 대상물에는 여러가지 예시가 있을 수 있으며, 예를 들어 실리콘 웨이퍼 등의 2차원 평면 대상물을 포함한다. 가공 대상물을 빠르게 가공하는 기술은 공정성을 향상시켜 비용 측면에서 많은 이득을 가져올 수 있으므로 이에 대한 기술 개발이 지속되고 있다.
통상적으로 가공 대상물의 가공은 스캐너를 통해 레이저 빔의 조사위치를 이동하며 빔 에너지를 대상물에 조사함으로써 이루어진다. 가공 대상물의 가공은 일반적으로 수회에 걸쳐 반복적으로 이루어질 것을 요구한다. 종래의 폴리곤 미러를 이용한 가공 기술은 폴리곤 미러의 모서리마다 레이저의 온/오프를 반복해야 한다는 점에서 시간 손실이 큰 단점이 있었다.
레이저 반복 가공에 있어서, 가공 간격을 최소화할 수 있는 폴리곤 미러 및 다중 입사빔을 이용한 연속 가공 장치을 제공하고자 한다.
일 개시에 따른 연속 가공 장치는, 광원; 상기 광원에서 조사하는 입사광의 광경로 상에 마련되며, 회전하며 입사광을 반사시키는 폴리곤 미러; 상기 폴리곤 미러와 상기 광원 사이에 마련되며, 입사광이 상기 폴리곤 미러의 모서리에 닿지 않도록 입사광의 광경로를 제1 광경로 또는 제2 광경로로 스위칭하는 광변조기; 상기 폴리곤 미러에서 반사된 제1 광경로의 광과 상기 폴리곤 미러에서 반사된 제2 광경로의 광이 서로 평행하도록 제1 광경로를 조절하는 제1 광학미러부; 및 제1 광경로의 광과 제2 광경로의 광이 대상물의 동일한 가공 위치에 맺히도록 집광하는 렌즈 모듈;을 포함한다.
상기 광변조기는 광음향 변조기(Accoustic Optical Modulator)일 수 있다.
상기 렌즈 모듈은 입사각에 따라 대상물의 가공 위치가 결정되는 f-세타 렌즈 또는 광을 대상물에 수직하게 입사시키는 텔레센트릭 렌즈 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 광학미러부는 제1 미러를 포함할 수 있다.
상기 제1 광학미러부는 제2 미러를 더 포함할 수 있다.
상기 폴리곤 미러에서 반사된 제1 광경로의 광과 상기 폴리곤 미러에서 반사된 제2 광경로의 광이 서로 평행하도록 제2 광경로를 조절하는 제2 광학미러부;를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 광학미러부는 제1 미러와 제2 미러를 포함할 수 있다.
제1 광경로 상에 마련되며, 제1 광경로로 조사되는 광의 직경을 조절하여 오차를 조절하는 제1 빔직경 조절기;를 더 포함할 수 있다.
제2 광경로 상에 마련되며, 제2 광경로로 조사되는 광의 직경을 조절하여 오차를 조절하는 제2 빔직경 조절기;를 더 포함할 수 있다.
상기 광변조기와 상기 광원 사이에 마련되며 입사광의 직경을 조절하는 빔직경 조절기;를 더 포함할 수 있다.
상기 광원은 레이저 빔을 조사하는 광원일 수 있다.
일 개시에 따른 연속 가공 방법은,
광원, 상기 광원으로부터의 광을 제1 경로 또는 제2 경로로 스위칭하는 광변조기, 광변조기로 조사된 광을 회전하며 반사시키는 폴리곤 미러, 및 상기 폴리곤 미러에서 반사된 제1 경로의 광 및 제2 경로의 광이 동일한 지점에 집광되도록 하는 렌즈 모듈을 포함하는 연속 가공 장치를 이용하며,
회전 중인 상기 폴리곤 미러의 제1 면에 광을 제1 경로를 통해 조사하는 단계; 및
상기 폴리곤 미러의 모서리에 레이저 빔이 닿지 않도록 광경로를 스위칭하여, 회전 중인 상기 폴리곤 미러의 제2 면에 제2 경로를 통해 광을 조사하고, 제1 면에는 광을 조사하지 않는 단계;를 포함한다.
상기 광경로의 스위칭은 1μs 이하 동안 이루어질 수 있다.
상기 광변조기는 광음향 변조기일 수 있다.
상기 렌즈 모듈은 입사각에 따라 대상물의 가공 위치가 결정되는 f-세타 렌즈 또는 광을 대상물에 수직하게 입사시키는 텔레센트릭 렌즈 중 어느 하나일 수 있다.
제1 경로로 입사되어 상기 폴리곤 미러에서 반사되는 광과 제2 경로로 입사되어 상기 폴리곤 미러에서 반사되는 광을 서로 평행하도록 조절하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 연속 가공 장치는 광학미러부를 더 포함하고, 상기 조절하는 단계는, 상기 광학미러부를 이용하여 광을 서로 평행하도록 조절하는 단계 일 수 있다.
상기 연속 가공 장치는 빔직경 조절기를 더 포함하고, 상기 조절하는 단계는, 상기 빔직경 조절기를 이용하여 광을 서로 평행하도록 조절하는 단계 일 수 있다.
일 개시에 따른 연속 가공 장치 및 연속 가공 방법은 폴리곤 미러의 서로 다른면에 다중 입사빔을 스위칭 시간이 1μs 이하에서 스위칭하며 조사하도록 한다. 이를 통해, 입사빔이 어느 한 경로로 폴리곤 미러에 모서리에 닿아 산란되지 않도록 제어하면서도, 입사빔이 다른 경로를 통해 폴리곤 미러에서 반사되어 대상물을 가공할 수 있다. 따라서, 본 개시에 따른 연속 가공 장치 및 연속 가공 방법은 폴리곤 미러 및 간단한 광학 구성만으로도 대상물의 끊김 없는 연속 가공이 가능하다.
도 1a 내지 1d는 종래 기술에 따른 폴리곤 미러를 이용한 가공 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 개시에 따른 연속 가공 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4는 도 2에 따른 연속 가공 장치의 작동 방식을 나타내는 도면이다.
도 5는 다른 개시에 따른 연속 가공 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 또 다른 개시에 따른 연속 가공 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 또 다른 개시에 따른 연속 가공 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 예시적인 실시예에 따른 연속 가공 장치 및 연속 가공 방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다.
이하에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1a 내지 1d는 종래 기술에 따른 폴리곤 미러(120)를 이용한 가공 장치(100)를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1a 내지 1d를 참조하면, 종래 기술에 따른 가공 장치(100)는 광원(110), 폴리곤 미러(120), 렌즈 모듈(130)으로 구성될 수 있다.
광원(110)은 폴리곤 미러(120)의 일면을 향해 일정 방향으로 광을 조사하면, 폴리곤 미러(120)는 회전하며 광을 반사시키고, 반사된 광은 렌즈 모듈(130)을 통해 집광되어 대상물을 가공한다.
도 1a, 도 1b를 참조하면, 폴리곤 미러(120)의 회전에 따라 광의 반사되는 각도가 달라지므로 대상물의 서로 다른 위치를 가공할 수 있다. 다만, 도 1c를 참조하면, 광원(110)에서 조사된 광이 폴리곤 미러(120)의 모서리 부분에 향하게 되면, 빛이 산란되므로 대상물을 가공할 수 없는 단점이 있다. 따라서, 폴리곤 미러(120)의 회전 각도에 따라, 광원(110)은 광이 폴리곤 미러(120)의 모서리 부분에 닿지 않도록 구동을 정지해야 한다. 도 1d를 참조하면, 폴리곤 미러(120)의 모서리 부분이 지나간 이후에 광원(110)은 다시금 구동할 수 있다.
도 1a 내지 1d에서는 설명의 편의를 위해 광원(110)에서 조사되는 광을 직선으로 표현했으나, 실제로는 소정의 직경을 가진 광이 조사되므로, 광의 직경의 일부라도 폴리곤 미러(120)의 모서리에 닿지 않도록 광원(110)의 구동을 정지해야 한다. 따라서, 종래 기술에 따른 가공 장치(100)의 경우 폴리곤 미러(120)의 반사면을 100% 활용하지 못하고, 사용하는 광의 직경에 따라 사용할 수 있는 반사면의 활용율이 제한된다. 예를 들어, 종래 기술에 따른 가공 장치(100)의 반사면 최대 활용율은 (반사면 길이 - 빔의 직경) / 반사면 길이 * 100으로 정의될 수 있다.
실질적으로는 광원(110)의 온/오프의 구동에 소요되는 시간 및 트리거 신호가 광원(110)에 전달되기까지의 시간 지연으로 인해 가공 장치(100)의 반사면의 활용율은 상술한 최대 활용율에 미치지 못한다. 따라서, 종래 기술에 따른 가공 장치(100)는 가공 시간의 많은 손해를 발생 시킨다.
도 2는 본 개시에 따른 연속 가공 장치(200)를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3 및 도 4는 도 2에 따른 연속 가공 장치(200)의 작동 방식을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 연속 가공 장치(200)는 광원(210), 광변조기(220), 제1 광학미러부(230), 폴리곤 미러(240), 렌즈 모듈(250)을 포함한다.
광원(210)은 대상물을 가공하기 위한 광을 조사한다. 광변조기(220)는 입사광이 폴리곤 미러(240)의 모서리에 닿지 않도록 광의 광경로를 제1 광경로 또는 제2 광경로로 스위칭한다. 폴리곤 미러(240)는 회전하며 입사광을 반사시키며, 다수의 반사면을 포함한다. 제1 광학미러부(230)는 폴리곤 미러(240)에서 반사된 제1 광경로의 광과 반사된 제2 광경로의 광이 서로 평행하도록 제1 광경로를 조절한다. 렌즈 모듈(250)은 제1 광경로의 광과 제2 광경로의 광이 대상물의 동일한 가공 위치에 맺히도록 집광한다.
광원(210)은 대상물을 가공하기 위한 고출력 광을 조사할 수 있다. 예를 들어, 광원(210)은 레이저 광원일 수 있다. 예를 들어, 광원(110)은 탄산가스 레이저, 헬륨-네온 레이저, 아르곤-이온 레이저, 엑시머 레이저, 반도체 레이저, 고체 레이저, 액체 레이저 등 다양한 형태의 레이저 광원이 이용될 수 있으며 특정 실시예에 한정되지 않는다.
광변조기(220)는 광원(210)에서 전달된 광의 경로를 제1 광경로 또는 제2 광경로로 변경할 수 있다. 예를 들어, 광변조기(220)는 광 경로의 변환 시간이 1μs 이하인 고속 변조기일 수 있다. 예를 들어, 광변조기(220)는 광을 제1 광경로에서 제2 광경로로 또는 제2 광경로에서 제1 광경로로 스위칭을 1 μs 이내에 변경할 수 있다. 예를 들어, 광변조기(220)는 광음향 변조기(Accoustic Optical Modulator;AOM) 일 수 있다. 광변조기(220)는 고속으로 광경로를 스위칭할 수 있는 일체의 광학 요소일 수 있으며 상술한 예시에 한정되는 것은 아니다.
제1 광학미러부(230)는 제1 광경로 상에 마련될 수 있다. 제1 광학미러부(230)는 제1 광경로를 조절할 수 있다. 제1 광학미러부(230)는 폴리곤 미러(240)에서 반사된 제1 광경로의 광과 반사된 제2 광경로의 광이 서로 평행하도록 제1 광경로를 미세 조절할 수 있다. 제1 광학미러부(230)는, 예를 들어 제1 미러(231)를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
폴리곤 미러(240)는 회전하며 광을 반사시키는 광학 부재이다. 예를 들어, 폴리곤 미러(240)는 정다면체 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 폴리곤 미러(240)가 정n면체 형상을 가지는 경우(여기서, n은 자연수), 폴리곤 미러(240)는 n개의 반사면을 가질 수 있다. 폴리곤 미러(240)의 회전에 따라 반사면의 각도가 연속적으로 변할 수 있다. 입사광의 각도를 고정시킨 상태에서, 폴리곤 미러(240)를 회전시킴에 따라, 반사광이 일정 패턴으로 반복하여 움직이며 대상물을 가공시킬 수 있다.
렌즈 모듈(250)은 제1 광경로의 광과 제2 광경로의 광이 대상물의 동일한 가공 위치에 맺히도록 집광시킬 수 있다. 렌즈 모듈(250)은 입사각에 따라 대상물의 가공 위치가 결정되는 f-세타 렌즈 또는 광을 대상물에 수직하게 입사시키는 텔레센트릭 렌즈 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 연속 가공 장치(200)는 도 1에 따른 종래 가공 장치(100)와는 달리 다중 빔을 폴리곤 미러(240)의 서로 다른 반사면에 조사할 수 있다. 예를 들어, 제1 빔은 제1 광경로를 따라 제1 반사면에 조사되고, 제2 빔은 제2 광경로를 따라 제2 반사면에 조사될 수 있다. 제1 반사면과 제2 반사면은 서로 인접한 반사면일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 반사면에서 반사된 광과 제2 반사면에서 반사된 광은 서로 실질적으로 평행해야 한다. 따라서, 각기 다른 반사면에서 반사된 다중 빔은 렌즈 모듈(250)을 통해 대상물의 동일한 위치에 집광될 수 있다. 이러한 구조를 가지는 연속 가공 장치(200)는 다중 빔의 입사 경로 중 어느 한 경로의 광이 폴리곤 미러(240)의 모서리에 맞닿는 것을 방지하기 위해 광을 차단하더라도 다른 경로의 광을 유지함으로써 반사면을 100% 활용할 수 있다. 예를 들어, 제1 광경로의 광의 직경이 폴리곤 미러(240)의 모서리와 맞닿게 될 경우 해당 광을 차단하더라도, 제2 광경로의 광의 직경은 폴리곤 미러(240)의 모서리와 맞닿지 않을 것이므로, 대상물을 연속으로 가공할 수 있다. 입사광의 직경을 고려하여, 제1 광경로로 조사되는 광과 제2 광경로로 조사되는 광이 동시에 폴리곤 미러(240)의 모서리와 맞닿지 않도록 제1 광경로 및/또는 제2 광경로가 조절될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제2 광경로로 조사되는 광이 폴리곤 미러(240)의 모서리에 맞닿지 않도록, 광변조기(220)는 광경로를 제1 광경로로 스위칭할 수 있다. 따라서, 본래 제2 광경로만 있는 가공 장치(i.e. 도 1의 가공 장치(100))에서는 사용할 수 없었던 가공 영역을 제1 광경로를 통해 가공할 수 있으므로, 반사면의 100% 활용이 가능하다.
마찬가지로, 도 4를 참조하면, 제1 광경로로 조사되는 광이 폴리곤 미러(240)의 모서리에 맞닿지 않도록, 광변조기(220)는 광경로를 제2 광경로로 스위칭할 수 있다. 따라서, 본래 제1 광경로만 있는 가공 장치(i.e. 도 1의 가공 장치(100))에서는 사용할 수 없었던 가공 영역을 제2 광경로를 통해 가공할 수 있으므로, 반사면의 100% 활용이 가능하다.
도 5는 다른 개시에 따른 연속 가공 장치(300)를 개략적으로 나타내는 도면이다. 연속 가공 장치(300)는 광원(310), 광변조기(320), 제1 광학미러부(330), 제2 광학미러부(340), 폴리곤 미러(350), 및 렌즈 모듈(360)을 포함한다.
제1 광학미러부(330)는 제1 미러(331), 제2 미러(332)를 포함한다. 제1 광학미러부(330)는 제1 광경로 상에 마련되며, 제1 미러(331), 제2 미러(332)를 통해 제1 광경로를 조절할 수 있다.
제2 광학미러부(340)는 제1 미러(341), 제2 미러(342)를 포함한다. 제2 광학미러부(340)는 제2 광경로 상에 마련되며, 제1 미러(341), 제2 미러(342)를 통해 제2 광경로를 조절할 수 있다.
도 6은 또 다른 개시에 따른 연속 가공 장치(400)를 개략적으로 나타내는 도면이다. 연속 가공 장치(400)는 광원(410), 광변조기(420), 제1 광학미러부(431), 제1 빔직경 조절기(441), 제2 빔직경 조절기(442), 폴리곤 미러(450), 렌즈 모듈(460)을 포함한다.
제1 빔직경 조절기(441)는 제1 광경로 상에 마련되며, 제1 광경로를 통과하는 빔의 직경을 변경할 수 있다. 제1 빔직경 조절기(441)는 예를 들어, BET(beam expanding telescope) 일 수 있다. 제1 빔직경 조절기(441)는 BET를 구성하는 광학계 사이의 거리 또는 위치를 조절함으로써 빔 직경 또는 포커싱 위치를 변경할 수 있다. 제1 빔직경 조절기(441)는 폴리곤 미러(450)에서 반사된 제1 광경로의 광과 반사된 제2 광경로의 광의 미세한 직경 차이로 인한 오차를 보정할 수 있다.
제2 빔직경 조절기(442)는 제2 광경로 상에 마련되며, 제2 광경로를 통과하는 빔의 직경을 변경할 수 있다. 제2 빔직경 조절기(442)는 예를 들어, BET 일 수 있다. 제2 빔직경 조절기(442)는 BET를 구성하는 광학계 사이의 거리 또는 위치를 조절함으로써 빔 직경 또는 포커싱 위치를 변경할 수 있다. 제2 빔직경 조절기(442)는 폴리곤 미러(450)에서 반사된 제1 광경로의 광과 반사된 제2 광경로의 광의 미세한 직경 차이로 인한 오차를 보정할 수 있다.
도 7은 또 다른 개시에 따른 연속 가공 장치(500)를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 7을 참조하면, 연속 가공 장치(500)는 광원(510), 광변조기(520), 제1 광학미러부(531), 빔직경 조절기(540), 폴리곤 미러(550), 및 렌즈 모듈(560)을 포함할 수 있다.
빔직경 조절기(540)는 광원(510)과 광변조기(520) 사이에 마련될 수 있다. 빔직경 조절기(540)는 제1 광경로로 향하는 광 및 제2 광경로로 향하는 광의 직경을 일괄적으로 조절할 수 있다. 예를 들어, 제1 광경로를 지나는 광의 직경 및 제2 광경로를 지나는 광의 직경이 통상 가공 상태에서 폴리곤 미러(550)의 모서리에 닿지 않을 지라도, 구동 도중에 외부 요인 또는 내부 요인으로 외력이 발생함으로써 광이 폴리곤 미러(550)의 닿을 수 있다. 이러한 경우, 산란으로 인하여 연속 가공 장치(500)의 가공 성능이 크게 저하될 수 있다. 이때, 빔직경 조절기(540)는 외부 요인으로 인한 진동 요인으로 인한 오차율을 고려하여 빔 직경을 줄임으로써, 오작동 가능성을 감소시킬 수 있다.
상기 도2 내지 도7에 따른 연속 가공 장치는 제어부를 추가로 포함할 수 있다. 제어부는 광원, 광변조기, 폴리곤 미러, 제1 광학미러부, 제2 광학미러부, 제1 빔직경 조절기, 제2 빔직경 조절기, 빔직경 조절기 등의 구동을 제어할 수 있다. 제어부는 연속 가공 장치와 하나의 패키지로 구성되거나, 또는 외부에 위치할 수 있으며 특정 실시예에 한정되지 않는다. 제어부는 예를 들어, 프로세서(processor), 메모리(memory) 등의 전자 제어 장치로 구성될 수 있으며 특별한 실시예에 한정되지 않는다. 제어부는 입력장치 또는 출력장치를 포함하여 사용자의 입력을 받아들이고, 제어 상태를 사용자에게 출력할 수 있다. 제어부는 통신부를 포함하여 외부 장치와 정보를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 정보는 광변조기의 제어와 관련된 제어 데이터 및 폴리곤 미러의 제어와 관련된 제어 데이터, 광원의 제어와 관련된 제어 데이터 등을 포함할 수 있다.
제어부는 폴리곤 미러의 회전과 광변조기의 구동을 싱크로(synchronize) 시킬 수 있다. 예를 들어, 제어부는 폴리곤 미러의 형상과 크기를 고려하여 적정한 회전각속도를 가지고 회전하도록 폴리곤 미러를 제어할 수 있다. 제어부는 폴리곤 미러의 회전각속도 및 반사면의 길이를 고려하여, 광변조기의 스위칭 시간과 간격을 결정할 수 있다. 제어부는 광변조기의 스위칭 시간과 간격을 결정하는 데에, 제1 광경로로 조사되는 빔의 직경과 제2 광경로로 조사되는 빔의 직경을 고려할 수 있다.
제어부는 제1 광학미러부 및/또는 제2 광학미러부를 제어하여 폴리곤 미러에서 반사된 제1 광경로의 광과 상기 폴리곤 미러에서 반사된 제2 광경로의 광이 서로 실질적으로 평행하도록 만들 수 있다. 또는, 제어부는 제1 빔직경 조절기 및/또는 제2 빔직경 조절기를 제어하여 폴리곤 미러에서 반사된 제1 광경로의 광과 상기 폴리곤 미러에서 반사된 제2 광경로의 광이 서로 실질적으로 평행하지 않음으로써 발생하는 오차를 보상할 수 있다. 제어부는 광원과 광변조기 사이에 위치하는 빔직경 조절기를 제어하여, 외력에 의하여 구동에 오차가 발생할 경우에 빔직경을 축소시켜 가공 효율의 저하를 방지할 수 있다.
제어부는 상술한 개시에 따른 연속 가공 장치를 구동하기 위한 일체의 제어 기능을 수행할 수 있으며 특별한 실시예에 한정되지 않는다.
이상의 설명에서 많은 사항들이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
200, 300, 400, 500 : 연속 가공 장치
210, 310, 410, 510 : 광원
230, 330 : 제1 광학미러부
340 : 제2 광학미러부
441 : 제1 빔직경 조절기
442 : 제2 빔직경 조절기
540 : 빔직경 조절기
240, 350, 450, 550 : 폴리곤 미러
250, 360, 460, 560 : 렌즈 모듈

Claims (15)

  1. 광원;
    상기 광원에서 조사하는 입사광의 광경로 상에 마련되며, 회전하며 입사광을 반사시키는 폴리곤 미러;
    상기 폴리곤 미러와 상기 광원 사이에 마련되며, 입사광이 상기 폴리곤 미러의 모서리에 닿지 않도록 입사광의 광경로를 제1 광경로 또는 제2 광경로로 스위칭하는 광변조기;
    상기 폴리곤 미러의 제1 면에서 반사되는 제1 광경로의 광과 상기 폴리곤 미러의 제2 면에서 반사되는 제2 광경로의 광이 서로 평행하도록 제1 광경로를 조절하는 제1 광학미러부; 및
    상기 폴리곤 미러의 상기 제1 면에서 반사되는 제1 광경로의 광과 상기 폴리곤 미러의 상기 제2 면에서 반사되는 제2 광경로의 광이 대상물의 동일한 가공 위치에 맺히도록 집광하는 렌즈 모듈;을 포함하는 연속 가공 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 광변조기는 광음향 변조기(Accoustic Optical Modulator)인 연속 가공 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 렌즈 모듈은 입사각에 따라 대상물의 가공 위치가 결정되는 f-세타 렌즈 또는 광을 대상물에 수직하게 입사시키는 텔레센트릭 렌즈 중 어느 하나를 포함하는 연속 가공 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 광학미러부는 제1 미러 및 제2 미러를 포함하는 연속 가공 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 폴리곤 미러의 상기 제1 면에서 반사되는 제1 광경로의 광과 상기 폴리곤 미러의 상기 제2 면에서 반사되는 제2 광경로의 광이 서로 평행하도록 제2 광경로를 조절하는 제2 광학미러부;를 더 포함하는 연속 가공 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 광학미러부는 제1 미러와 제2 미러를 포함하는 연속 가공 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    제1 광경로 상에 마련되며, 제1 광경로로 조사되는 광의 직경을 조절하여 오차를 조절하는 제1 빔직경 조절기; 및
    제2 광경로 상에 마련되며, 제2 광경로로 조사되는 광의 직경을 조절하여 오차를 조절하는 제2 빔직경 조절기;를 더 포함하는 연속 가공 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 광변조기와 상기 광원 사이에 마련되며 입사광의 직경을 조절하는 빔직경 조절기;를 더 포함하는 연속 가공 장치.
  9. 광원, 상기 광원으로부터의 광을 제1 경로 또는 제2 경로로 스위칭하는 광변조기, 광변조기로 조사된 광을 회전하며 반사시키는 폴리곤 미러, 및 상기 폴리곤 미러에서 반사되는 제1 경로의 광 및 제2 경로의 광이 동일한 지점에 집광되도록 하는 렌즈 모듈을 포함하는 연속 가공 장치를 이용한 연속 가공 방법에 있어서,
    회전 중인 상기 폴리곤 미러의 제1 면에 광을 제1 경로를 통해 조사하는 단계;
    상기 폴리곤 미러의 모서리에 광이 닿지 않도록 광경로를 스위칭하여, 회전 중인 상기 폴리곤 미러의 제2 면에 제2 경로를 통해 광을 조사하고, 제1 면에는 광을 조사하지 않는 단계; 및
    제1 경로로 입사되어 상기 폴리곤 미러의 상기 제1 면에서 반사되는 광과 제2 경로로 입사되어 상기 폴리곤 미러의 상기 제2 면에서 반사되는 광을 서로 평행하도록 조절하는 단계;를 포함하는 연속 가공 방법.
  10. 제9 항에있어서,
    상기 광경로의 스위칭은 1μs 이하 동안 이루어지는 연속 가공 방법.
  11. 제9 항에있어서,
    상기 광변조기는 광음향 변조기인 연속 가공 방법.
  12. 제9 항에있어서,
    상기 렌즈 모듈은 입사각에 따라 대상물의 가공 위치가 결정되는 f-세타 렌즈 또는 광을 대상물에 수직하게 입사시키는 텔레센트릭 렌즈 중 어느 하나인 연속 가공 방법.
  13. 삭제
  14. 제9 항에있어서,
    상기 연속 가공 장치는 광학미러부를 더 포함하고,
    상기 조절하는 단계는, 상기 광학미러부를 이용하여 광을 서로 평행하도록 조절하는 단계인 연속 가공 방법.
  15. 제9 항에있어서,
    상기 연속 가공 장치는 상기 광변조기와 상기 광원 사이에 제공되는 빔직경 조절기를 더 포함하고,
    상기 빔직경 조절기를 이용하여 상기 광원으로부터의 광의 직경을 조절하는 단계;를 더 포함하는 연속 가공 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102424131B1 (ko) * 2020-11-24 2022-07-25 에스아이에스 주식회사 레이저 빔 스팟 사이즈 조절이 가능한 레이저 클리닝 장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080079828A (ko) * 2007-02-28 2008-09-02 주식회사 이오테크닉스 레이저 가공 장치 및 방법
KR20140043524A (ko) * 2012-09-21 2014-04-10 한화케미칼 주식회사 태양 전지용 기판의 관통홀 형성을 위한 레이저 가공 장치 및 이를 이용한 관통홀 형성 방법
JP2016068149A (ja) * 2014-10-02 2016-05-09 株式会社ディスコ レーザー加工装置
JP6434360B2 (ja) * 2015-04-27 2018-12-05 株式会社ディスコ レーザー加工装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017013081A (ja) 2015-06-29 2017-01-19 株式会社ワイヤード レーザ加工装置、および、レーザ加工方法

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