KR102650062B1 - 레이저 빔 공간 필터 시스템 - Google Patents

레이저 빔 공간 필터 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102650062B1
KR102650062B1 KR1020200176779A KR20200176779A KR102650062B1 KR 102650062 B1 KR102650062 B1 KR 102650062B1 KR 1020200176779 A KR1020200176779 A KR 1020200176779A KR 20200176779 A KR20200176779 A KR 20200176779A KR 102650062 B1 KR102650062 B1 KR 102650062B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
laser beam
lens
housing
cooling gas
filter system
Prior art date
Application number
KR1020200176779A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220086379A (ko
Inventor
김형준
김병국
박왕준
심규환
이보람
Original Assignee
주식회사 비아트론
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 주식회사 비아트론 filed Critical 주식회사 비아트론
Priority to KR1020200176779A priority Critical patent/KR102650062B1/ko
Publication of KR20220086379A publication Critical patent/KR20220086379A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102650062B1 publication Critical patent/KR102650062B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0916—Adapting the beam shape of a semiconductor light source such as a laser diode or an LED, e.g. for efficiently coupling into optical fibers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938—Using specific optical elements
    • G02B27/095—Refractive optical elements
    • G02B27/0955—Lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938—Using specific optical elements
    • G02B27/0988—Diaphragms, spatial filters, masks for removing or filtering a part of the beam

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

본 발명은 내부가 중공인 통 형상으로 형성되며 일측면에 형성되며 외부에서 레이저 빔이 입사되는 제 1 하우징 홀과 타측면에 형성되며 외부로 레이저 빔을 출사시키는 제 2 하우징 홀을 구비하는 하우징 본체를 포함하는 필터 하우징과, 하우징 본체의 내부에서 제 1 하우징 홀의 전측에 위치하며, 제 1 하우징 홀을 통하여 입사되는 레이저 빔을 포커싱하는 제 1 렌즈와, 제 1 렌즈의 전측에 위치하며 상기 제 1 렌즈에서 포커싱된 레이저 빔을 다시 평행한 레이저 빔으로 만들어서 제 2 하우징 홀로 출사하는 제 2 렌즈 및 제 1 렌즈와 제 2 렌즈 사이에 위치하며, 제 1 렌즈에 의하여 포커싱된 레이저 빔에서 가우시안 분포를 갖는 중심부를 통과시키는 핀홀을 구비하는 핀홀 플레이트를 포함하는 레이저 빔 공간 필터 시스템을 개시한다.

Description

레이저 빔 공간 필터 시스템{Laser Beam Spatial Filter System}
본 발명은 반도체 웨이퍼 또는 유리 기판과 같은 평판 기판을 가열하여 열처리하는 레이저 빔을 필터링하는 레이저 빔 공간 필터 시스템에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼의 어닐링(annealing) 공정과 같은 열처리 공정에서는 할로겐 램프를 사용하여 반도체 웨이퍼를 가열하여 열처리하는 열처리 기술이 많이 사용되고 있다. 할로겐 램프를 이용한 열처리 기술은 반도체 웨이퍼의 전면 또는 후면에 광을 조사하고 복수 개의 위치에서 반도체 웨이퍼의 온도를 측정하면서 실시간으로 반도체 웨이퍼의 온도를 제어하면서 진행한다. 할로겐 램프를 이용한 열처리 장치는 반도체 웨이퍼로 조사된 후 반사되는 광을 다시 웨이퍼로 조사하기 위한 반사판 구조가 복잡하고, 반도체 웨이퍼의 온도 균일도를 증가시키기 위하여 플래시 램프의 배열 구조가 복잡해지는 측면이 있다. 또한, 상기 할로겐 램프를 이용한 어닐링 장치는 할로겐 램프의 수명이 짧아 장치의 유지 비용이 증가되는 측면이 있다.
또한, 열처리 공정은 반도체 웨이퍼에 증착되는 다양한 박막의 열처리 공정, 이온 주입 공정 및 활성화 공정과 같은 공정이 포함될 수 있다. 상기 열처리 공정은 할로겐 램프를 사용하여 1,000 ~ 1,200℃C에서 수초 동안 열처리하는 Rapid Thermal Process (RTP)가 사용될 수 있다. 또한, 상기 열처리 공정은 열처리 시간을 msec ~ usec의 영역으로 줄이기 위해 Xe-flash lamp를 이용하며, μsec ~ msec의 영역에서 조사하는 방법(Flash Lamp Annealing: FLA)과 Laser를 조사하는 방법 (Laser Spike Annealing: LSA)이 사용될 수 있다.
상기 열처리 공정은 반도체 기술의 미세화에 따라 작은 온도 편차와 높은 온도 균일도를 요구한다. 특히, 상기 레이저 빔을 조사하는 방법은 조사되는 레이저 빔의 에너지 밀도가 균일할 것이 요구된다. 따라서, 상기 레이저 빔은 반도체 웨이퍼로 조사되기 전에 광학 필터를 통과하여 에너지가 균일하게 되도록 한다. 그러나, 현재 사용되는 광학 필터는 레이저 빔의 에너지 밀도를 균일하게 하는데 한계가 있다.
본 발명은 레이저 빔을 원하는 크기의 균일한 가우시안 빔(Gaussian beam)으로 필터링할 수 있는 레이저 빔 공간 필터 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 레이저 빔 공간 필터 시스템은 내부가 중공인 통 형상으로 형성되며 일측면에 형성되며 외부에서 레이저 빔이 입사되는 제 1 하우징 홀과 타측면에 형성되며 외부로 상기 레이저 빔을 출사시키는 제 2 하우징 홀을 구비하는 하우징 본체를 포함하는 필터 하우징과, 상기 하우징 본체의 내부에서 제 1 하우징 홀의 전측에 위치하며, 상기 제 1 하우징 홀을 통하여 입사되는 레이저 빔을 포커싱하는 제 1 렌즈와, 상기 제 1 렌즈의 전측에 위치하며 상기 제 1 렌즈에서 포커싱된 상기 레이저 빔을 다시 평행한 레이저 빔으로 만들어서 상기 제 2 하우징 홀로 출사하는 제 2 렌즈 및 상기 제 1 렌즈와 제 2 렌즈 사이에 위치하며, 상기 제 1 렌즈에 의하여 포커싱된 상기 레이저 빔에서 가우시안 분포를 갖는 중심부를 통과시키는 핀홀을 구비하는 핀홀 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 핀홀 플레이트는 상기 핀홀이 상기 제 1 렌즈의 초점 영역으로부터 전측 방향으로 소정 거리로 이격되도록 위치할 수 있다.
또한, 상기 핀홀 플레이트는 다이아몬드로 형성될 수 있다.
또한, 상기 레이저 빔 공간 필터 시스템은 상기 하우징 본체의 내부로 냉각 가스를 분사하는 냉각 가스 분사 모듈을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 냉각 가스 분사 모듈은 상기 하우징 본체의 내부로 노즐 단부가 위치하는 가스 분사 노즐 및 상기 가스 분사 노즐로 상기 냉각 가스를 공급하는 냉각 가스 공급관을 포함할 수 있다.
또한, 상기 냉각 가스 분사 노즐은 상기 핀홀 플레이트로 직접 상기 냉각 가스를 분사할 수 있다.
또한, 상기 냉각 가스는 질소 가스 또는 압축 건조 공기일 수 있다.
본 발명의 레이저 빔 공간 필터 시스템은 레이저 빔을 필터링하여 원하는 크기의 균일한 가우시안 빔(Gaussian beam)으로 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 레이저 빔 공간 필터 시스템은 핀홀 플레이트의 열전도 특성을 증가시켜 레이저 빔의 포커싱 과정에서 에너지 밀도의 증가에 따른 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 레이저 빔 공간 필터 시스템은 냉각 가스를 퍼징하여 포커싱 과정에서 핀홀 플레이트와 렌즈들을 냉각시킴으로써 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 빔 공간 필터 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1의 핀홀 플레이트의 통과 전후의 레이저 빔의 수직 단면 형상이다.
이하에서 실시예와 첨부된 도면을 통하여 본 발명의 레이저 빔 공간 필터 시스템에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 빔 공간 필터 시스템의 구조에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 빔 공간 필터 시스템의 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 빔 공간 필터 시스템(100)은, 도 1을 참조하면, 필터 하우징(110)과 제 1 렌즈(120)와 제 2 렌즈(130)와 핀홀 플레이트(140) 및 냉각 가스 공급 모듈(150)을 포함한다.
상기 레이저 빔 공간 필터 시스템(100)은 외부에서 조사되는 레이저 빔이 필터 하우징(110)의 내부로 조사되어 제 1 렌즈(120)와 핀홀 플레이트(140)와 제 2 렌즈(130)를 통과하여 필터 하우징(110)의 외부로 조사되는 레이저 빔 경로(a)를 형성한다. 한편, 이하에서는 상기 레이저 빔이 진행하는 방향을 기준으로 진행 방향을 전측으로 하고 그 반대 방향을 후측으로 한다. 예를 들면, 상기 레이저 빔이 제 1 렌즈(120)를 통과할 때 통과하기 전이 후측이 되고 통과한 후가 전측이 된다.
상기 레이저 빔 공간 필터 시스템(100)은 레이저 빔을 제 1 렌즈(120)와 제 2 렌즈(130)와 핀홀 플레이트(140)을 이용하여 필터링하여 원하는 크기의 균일한 가우시안 빔(Gaussian beam)으로 생성할 수 있다. 또한, 상기 레이저 빔 공간 필터는 핀홀 플레이트(140)의 열전도 특성을 증가시켜 레이저 빔의 포커싱 과정에서 에너지 밀도의 증가에 따른 핀홀 플레이트(140)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 상기 레이저 빔 공간 필터 시스템(100)은 냉각 가스를 퍼징하여 포커싱 과정에 핀홀 플레이트(140)와 렌즈들을 냉각시킴으로써 핀홀 플레이트(140)와 렌즈들이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
상기 필터 하우징(110)은 하우징 본체(111)와 제 1 윈도우(113) 및 제 2 윈도우(115)를 포함할 수 있다. 상기 필터 하우징(110)은 내부에 제 1 렌즈(120)와 제 2 렌즈(130) 및 핀홀 플레이트(140)가 수용되는 공간을 제공한다. 또한, 상기 필터 하우징(110)은 내부로 유입되는 냉각 가스가 제 1 렌즈(120)와 제 2 렌즈(130) 및 핀홀 플레이트(140)와 접촉되도록 한다. 상기 필터 하우징(110)은 레이저 빔 경로(a)가 제 1 원도우와 하우징 본체(111)의 내부 및 제 2 윈도우(115)를 순차적으로 통과하도록 형성한다.
상기 하우징 본체(111)는 내부가 중공인 통 형상으로 형성될 수 있다. 상기 하우징 본체(111)는 원통형, 사각형통, 육각형통과 같은 형상으로 형성될 수 있다. 상기 하우징 본체(111)는 내부에 제 1 렌즈(120)와 제 2 렌즈(130) 및 핀홀 플레이트(140)가 적정하게 배열되는데 필요한 공간을 구비할 수 있다.
상기 하우징 본체(111)는 일측면에 형성되는 제 1 하우징 홀(111a)과 타측면에 형성되는 제 2 하우징 홀(111b)을 구비할 수 있다. 상기 제 1 하우징 홀(111a)은 하우징 본체(111)의 일측면에 외부에서 내부로 관통하여 형성된다. 상기 제 1 하우징 홀(111a)은 외부의 레이저 발진 모듈(미도시)에서 발진되는 레이저 빔이 하우징 본체(111)의 내부로 입사되는 경로를 제공한다. 상기 제 2 하우징 홀(111b)은 하우징 본체(111)의 타측면에 외부에서 내부로 관통하여 형성된다. 상기 제 2 하우징 홀(111b)은 하우징 본체(111)의 내부에서 하우징 본체(111)의 외부로 레이저 빔이 출사되는 경로를 제공한다.
상기 제 1 원도우(113)는 투명 재질로 형성되며, 유리, 쿼쯔, 다이아몬드와 같은 재질로 형성될 수 있다. 상기 제 1 원도우는 통과하는 레이저 빔에 의한 손상을 감소시키기 위하여 쿼쯔 또는 다이아몬드와 같은 재질로 형성될 수 있다. 상기 제 1 윈도우(113)는 하우징 본체(111)의 제 1 하우징 홀(111a)에 결합되어 제 1 하우징 홀(111a)을 밀폐한다. 또한, 상기 제 1 원도우는 외부의 레이저 발진 모듈(미도시)에서 발진되는 레이저 빔이 하우징 본체(111)의 내부로 입사되는 경로를 제공한다.
한편, 상기 제 1 윈도우(113)는 생략될 수 있다. 즉, 상기 제 1 윈도우(113)는 하우징 본체(111)를 밀폐할 필요가 없는 경우에 생략될 수 있다. 이러한 경우에 상기 하우징 본체(111)의 제 1 하우징 홀(111a)은 개방된 상태로 유지되며, 냉각 가스 공급 모듈(150)에서 공급되는 냉각 가스가 유출되는 통로로 작용할 수 있다.
상기 제 2 윈도우(115)는 제 1 윈도우(113)와 동일한 재지로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제 2 윈도우(115)는 투명 재질로 형성되며, 유리, 쿼쯔, 다이아몬드와 같은 재질로 형성될 수 있다. 상기 제 2 원도우는 통과하는 레이저 빔에 의한 손상을 감소시키기 위하여 쿼쯔 또는 다이아몬드와 같은 재질로 형성될 수 있다. 상기 제 2 윈도우(115)는 하우징 본체(111)의 제 2 하우징 홀(111b)에 결합되어 제 2 하우징 홀(111b)을 밀폐한다. 또한, 상기 제 2 원도우는 하우징 내부에서 필터링된 레이저 빔이 하우징 본체(111)의 외부로 조사되는 경로를 제공한다.
한편, 상기 제 2 윈도우(115)는 생략될 수 있다. 즉, 상기 제 2 윈도우(115)는 하우징 본체(111)를 밀폐할 필요가 없는 경우에 생략될 수 있다. 이러한 경우에 상기 하우징 본체(111)의 제 2 하우징 홀(111b)은 개방된 상태로 유지되며, 냉각 가스 공급 모듈(150)에서 공급되는 냉각 가스가 유출되는 통로로 작용할 수 있다.
상기 제 1 렌즈(120)는 레이저 빔을 포거싱하는 렌즈로 형성될 수 있다. 상기 제 1 렌즈(120)는 하나 이상의 볼록 렌즈 또는 평면-볼록 렌즈로 구성될 수 있다. 상기 제 1 렌즈(120)는 하우징 본체(111)의 내부에서 제 1 하우징 홀(111a)의 전측에 위치한다. 상기 제 1 렌즈(120)는 레이저 빔 경로(a)에 중심이 오도록 위치한다. 상기 제 1 렌즈(120)는 입사되는 레이저 빔을 포커싱하여 일정한 크기의 빔으로 축소 정형한다. 이때, 상기 제 1 렌즈(120)는 입사 방향의 전측에 초점을 형성하며, 초점 영역에서 레이저 빔을 일정한 크기로 정형한다. 따라서, 상기 제 1 렌즈(120)는 필요한 경우에 레이저 빔 진행 경로의 방향으로 전진 또는 후진되어 위치가 조정될 수 있다. 즉, 상기 제 1 렌즈(120)는 제 2 렌즈(130)와의 거리가 조정될 수 있다.
한편, 상기 제 1 렌즈(120)의 후측에 레이저 빔을 레이저 빔의 진행 방향과 평행한 레이저 빔으로 만드는 콜리메이션 렌즈가 더 위치할 수 있다. 상기 콜리메이션 렌즈는 하나 이상의 볼록 렌즈 또는 평면-볼록 렌즈로 구성될 수 있다. 또한, 상기 제 1 렌즈(120)의 후측에는 레이저 빔의 에너지 밀도 분포 또는 형상을 더 개선하기 위하여 필요한 렌즈 들이 위치할 수 있다.
상기 제 2 렌즈(130)는 포커싱된 레이저 빔을 다시 평행한 레이저 빔으로 만든다. 상기 제 2 렌즈(130)는 하나 이상의 볼록 렌즈 또는 평면-볼록 렌즈로 구성될 수 있다. 상기 제 2 렌즈(130)는 하우징 본체(111)의 내부에서 제 1 렌즈(120)의 전측에 위치한다. 상기 제 2 렌즈(130)는 레이저 빔 경로(a)에 중심이 오도록 위치한다. 상기 제 2 렌즈(130)는 제 1 렌즈(120)에서 포커싱된 레이저 빔을 다시 평행한 레이저 빔으로 정형한다. 이때, 상기 제 2 렌즈(130)에서 정형된 레이저 빔의 직경은 제 1 렌즈(120)로 입사된 레이저 빔과 동일 직경 또는 다른 직경을 가질 수 있다. 상기 제 2 렌즈(130)는 레이저 빔 공간 필터 시스템(100)에서 출사되는 레이저 빔의 용도에 따라 적정한 직경을 갖는 레이저 빔으로 정형하는데 필요한 렌즈로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 2 렌즈(130)는 필요한 경우에 레이저 빔 진행 경로의 방향으로 전진 또는 후진되어 위치가 조정될 수 있다. 즉, 상기 제 2 렌즈(130)는 제 1 렌즈(120)와의 거리가 조정될 수 있다.
한편, 상기 제 2 렌즈(130)의 전측에 레이저 빔을 레이저 빔의 진행 방향과 평행한 레이저 빔으로 만드는 콜리메이션 렌즈가 더 위치할 수 있다. 상기 콜리메이션 렌즈는 하나 이상의 볼록 렌즈 또는 평면-볼록 렌즈로 구성될 수 있다. 또한, 상기 제 2 렌즈(130)의 전측에는 레이저 빔의 에너지 밀도 분포 또는 형상을 더 개선하기 위하여 필요한 렌즈 들이 위치할 수 있다.
상기 핀홀 플레이트(140)는 판상으로 형성되며, 일면에서 타면으로 관통되는 핀홀(141)을 구비할 수 있다. 상기 핀홀 플레이트(140)는 핀홀(141)이 제 1 렌즈(120)의 초점 영역으로부터 전측 방향으로 소정 거리로 이격되도록 위치할 수 있다. 상기 레이저 빔은 제 1 렌즈(120)에 의하여 포커싱되면서 밀도가 가우시안 분포를 가지는 중심부와 중심부에서 외측으로 가면서 상대적으로 밀도가 변동되는 주변부로 구분될 수 있다. 상기 핀홀 플레이트(140)는 레이저 빔의 중심부를 통과시키며, 주변부를 차단할 수 있다. 즉, 상기 핀홀 플레이트(140)는 제 1 렌즈(120)에 의하여 포커싱된 레이저 빔의 중심부를 통과시키면서 레이저 빔의 중심부의 외측에 위치하는 주변부를 제거할 수 있다. 또한, 상기 핀홀 플레이트(140)는 중심부와 중심부에 인접한 주변부의 일부를 통과시킬 수 있다. 상기 핀홀(141)은 제 1 렌즈(120)에 의하여 레이저 빔의 중심부의 직경 또는 직경보다 큰 직경으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 핀홀(141)은 직경이 1.0 ~ 1.5㎛의 직경으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 핀홀(141)은 레이저 빔의 중심부의 직경에 따라 1.0 ~ 1.5㎛의 직경보다 더 큰 직경으로 형성될 수 있다.
상기 핀홀 플레이트(140)는 열전도성이 상대적으로 높은 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 핀홀 플레이트(140)는 다이아몬드, 쿼쯔와 같은 재질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 핀홀 플레이트(140)는 레이저 빔이 직접 조사되는 영역인 핀홀(141) 주변 영역을 다이아몬드 재질로 형성하고, 다른 영역은 쿼쯔 또는 알루미나와 같은 재질로 형성할 수 있다. 상기 핀홀 플레이트(140)는 포커싱되어 에너지 밀도가 높은 레이저 빔이 조사되므로 핀홀(141) 주변 영역이 쉽게 손상될 수 있다. 따라서, 상기 핀홀(141)을 다이아몬드로 형성하는 경우에 레이저 빔에 의한 손상을 줄일 수 있다.
상기 냉각 가스 분사 모듈(150)은 가스 분사 노즐(151) 및 냉각 가스 공급관(153)을 포함할 수 있다.
상기 냉각 가스 분사 모듈은 외부의 냉각 가스 공급 장치로부터 공급되는 냉각 가스를 하우징 본체(111)의 내부로 냉각 가스를 분사할 수 있다. 상기 냉각 가스 분사 모듈은 하우징 본체(111)의 내부를 냉각 가스로 퍼징시켜 제 1 렌즈(120)와 핀홀 플레이트(140) 및 제 2 렌즈(130)를 냉각시킬 수 있다. 또한, 상기 냉각 가스 분사 모듈은 핀홀 플레이트(140)에 냉각 가스를 직접 공급하여 핀홀 플레이트(140)를 냉각시킬 수 있다. 상기 냉각 가스는 질소 가스 또는 압축 건조 공기(CDA)가 사용될 수 있다.
상기 가스 분사 노즐은 냉각 가스가 분사되는 노즐 단부가 하우징 본체(111)의 내부에 위치하도록 형성될 수 있다. 상기 가스 분사 노즐은 노즐 단부만 하우징 본체(111)의 내부에 위치하도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 가스 분사 노즐은 전체가 하우징 본체(111)의 내부에 위치하도록 형성될 수 있다. 상기 가스 분사 노즐은 바람직하게는 핀홀 플레이트(140)에 인접한 영역 또는 핀홀 플레이트(140)에 직접 냉각 가스를 공급할 수 있도록 위치할 수 있다. 상기 가스 분사 노즐은 적어도 1개로 형성되며, 복수 개로 형성될 수 있다.
상기 가스 분사 노즐은 가스를 분사하는 일반적인 가스 노즐로 형성될 수 있다. 또한, 상기 가스 분사 노즐은 일반적인 파이프로 형성될 수 있다.
상기 냉각 가스 공급관(153)은 가스 공급에 사용되는 일반적인 파이프로 형성될 수 있다. 상기 냉각 가스 공급관은 일측이 하우징 본체(111)의 외부에 위치하는 냉각 가스 공급 장치에 연결되고 타측이 가스 분사 노즐에 연결된다. 상기 냉각 가스 공급관은 냉각 가스 공급 모듈(150)의 냉각 가스를 가스 분사 노즐로 공급할 수 있다.
다음은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 빔 공간 필터 시스템의 작용에 대하여 설명한다.
도 2는 도 1의 핀홀 플레이트의 통과 전후의 레이저 빔의 수직 단면 형상이다.
상기 하우징 본체(111)의 내부로 냉각 가스 공급 모듈(150)에서 냉각 가스를 퍼징한다. 상기 하우징 본체(111)의 외부에 위치하는 레이저 발진 모듈에서 발진되는 레이저 빔이 하우징 본체(111)의 제 1 하우징 홀(111a)을 관통하여 제 1 렌즈(120)로 입사된다. 상기 제 1 하우징 홀(111a)에 제 1 윈도우(113)가 결합되어 있는 경우에 레이저 빔은 제 1 윈도우(113)를 통과한다.
상기 레이저 빔은 제 1 렌즈(120)를 통과하면서 포커싱되면서 집광되고 제 1 렌즈(120)의 초점 영역을 통과한다. 상기 레이저 빔은 제 1 렌즈(120)의 전측에 위치하는 핀홀 플레이트(140)를 통과하면서 중심부 또는 중심부와 인접한 주변부만이 통과하며, 나머지 주변부는 제거된다. 상기 레이저 빔은 핀홀 플레이트(140)를 통과하면서 균일한 에너지 밀도의 가우시안 분포의 갖는 레이저 빔으로 된다. 도 2의 (a)에서 보는 바와 같이, 상기 레이저 빔은 핀홀 플레이트(140)를 통과하기 전에는 원주 방향을 따라 부분적으로 에너지 밀도가 다르게 된다. 그러나, 도 2의 (b)에서 보는 바와 같이, 상기 레이저 빔은 핀홀 플레이트(140)를 통과하면서 원주 방향을 따라 균일한 에너지 밀도를 갖는 레이저 빔으로 형성된다.
상기 레이저 빔은 제 1 렌즈(120)에 의하여 포커싱되면서 에너지 밀도가 증가되어 핀홀 플레이트(140)에 조사될 수 있다. 상기 냉각 가스는 하우징 본체(111)의 내부에 퍼징되면서 핀홀 플레이트(140)를 포함하는 구성을 냉각시킬 수 있다. 상기 냉각 가스는 핀홀 플레이트(140)에 직접 준사되어 보다 효율적으로 핀홀 플레이트(140)를 냉각시킬 수 있다. 또한, 상기 냉각 가스는 하우징 본체(111)의 내부에 퍼징되어 하우징 본체(111)의 내부 온도를 낮출 수 있다. 또한, 상기 냉각 가스는 제 1 렌즈(120)와 핀홀 플레이트(140) 및 제 2 렌즈(130)를 냉각시킬 수 있다. 따라서, 상기 제 1 렌즈(120)와 핀홀 플레이트(140) 및 제 2 렌즈(130)는 수명이 증가될 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예는 여러 가지 실시 가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함 물론, 균등한 다른 실시예의 구현이 가능하다.
100: 레이저 빔 공간 필터 시스템
110: 필터 하우징 111: 하우징 본체
111a: 제 1 하우징 홀 111b: 제 2 하우징 홀
113: 제 1 윈도우 115: 제 2 윈도우
120: 제 1 렌즈 130: 제 2 렌즈
140: 핀홀 플레이트 141: 핀홀
150: 냉각 가스 공급 모듈 151: 가스 분사 노즐
153: 냉각 가스 공급관

Claims (7)

  1. 내부가 중공인 통 형상으로 형성되며 일측면에 형성되며 외부에서 레이저 빔이 입사되는 제 1 하우징 홀과 타측면에 형성되며 외부로 상기 레이저 빔을 출사시키는 제 2 하우징 홀을 구비하는 하우징 본체를 포함하는 필터 하우징과,
    상기 하우징 본체의 내부에서 제 1 하우징 홀의 전측에 위치하며, 상기 제 1 하우징 홀을 통하여 입사되는 레이저 빔을 포커싱하는 제 1 렌즈와,
    상기 제 1 렌즈의 전측에 위치하며 상기 제 1 렌즈에서 포커싱된 상기 레이저 빔을 다시 평행한 레이저 빔으로 만들어서 상기 제 2 하우징 홀로 출사하는 제 2 렌즈 및
    상기 제 1 렌즈와 제 2 렌즈 사이에 위치하며, 상기 제 1 렌즈에 의하여 포커싱된 상기 레이저 빔에서 가우시안 분포를 갖는 중심부를 통과시키는 핀홀을 구비하는 핀홀 플레이트를 포함하며,
    상기 핀홀 플레이트는 상기 핀홀이 상기 제 1 렌즈의 초점 영역으로부터 전측 방향으로 소정 거리로 이격되도록 위치하며,
    상기 레이저 빔은 상기 제 1 렌즈를 통과하면서 포커싱되어 상기 제 1 렌즈의 초점 영역을 통과하고 상기 중심부가 상기 핀홀 플레이트를 통과하면서 원주 방향을 따라 균일한 에너지 밀도를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 공간 필터 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 핀홀 플레이트는 다이아몬드로 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 공간 필터 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징 본체의 내부로 냉각 가스를 분사하는 냉각 가스 분사 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 공간 필터 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 냉각 가스 분사 모듈은 상기 하우징 본체의 내부로 노즐 단부가 위치하는 가스 분사 노즐 및 상기 가스 분사 노즐로 상기 냉각 가스를 공급하는 냉각 가스 공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 공간 필터 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 가스 분사 노즐은 상기 핀홀 플레이트로 직접 상기 냉각 가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 공간 필터 시스템.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 냉각 가스는 질소 가스 또는 압축 건조 공기인 것을 특징으로 하는 레이저 빔 공간 필터 시스템.
KR1020200176779A 2020-12-16 2020-12-16 레이저 빔 공간 필터 시스템 KR102650062B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200176779A KR102650062B1 (ko) 2020-12-16 2020-12-16 레이저 빔 공간 필터 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200176779A KR102650062B1 (ko) 2020-12-16 2020-12-16 레이저 빔 공간 필터 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220086379A KR20220086379A (ko) 2022-06-23
KR102650062B1 true KR102650062B1 (ko) 2024-03-21

Family

ID=82221732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200176779A KR102650062B1 (ko) 2020-12-16 2020-12-16 레이저 빔 공간 필터 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102650062B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100760600B1 (ko) * 1999-09-24 2007-09-21 티피오 홍콩 홀딩 리미티드 레이저 시스템, 이러한 레이저 시스템을 포함하는 레이저 장치, 및 이러한 레이저 장치에서 반도체 필름을 결정화하는 방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06174968A (ja) * 1992-12-01 1994-06-24 Sangyo Souzou Kenkyusho 光エネルギー伝送装置
KR100584840B1 (ko) * 2002-12-24 2006-05-30 주식회사 이오테크닉스 칩 스케일 마커 및 마킹위치 보정방법
SE541966C2 (en) * 2017-10-17 2020-01-14 Optoskand Ab Optoelectronic assembly for separating wavelengths in optical fibers

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100760600B1 (ko) * 1999-09-24 2007-09-21 티피오 홍콩 홀딩 리미티드 레이저 시스템, 이러한 레이저 시스템을 포함하는 레이저 장치, 및 이러한 레이저 장치에서 반도체 필름을 결정화하는 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220086379A (ko) 2022-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210300011A1 (en) Laser lift off systems and methods that overlap irradiation zones to provide multiple pulses of laser irradiation per location at an interface between layers to be separated
KR102318041B1 (ko) 2차원의 결정질 기판, 특히 반도체 기판의 레이저 기반 가공을 위한 방법 및 장치
CN109641315B (zh) 多区段聚焦透镜以及用于晶圆切割或裁切之激光加工系统
JP6392789B2 (ja) 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
KR20020042720A (ko) 특히 극자외선 리소그라피를 위한 미세 방울들로 이루어진짙은 안개의 발생
KR102352529B1 (ko) 작업물 프로세싱 시스템 및 작업물을 프로세싱하는 방법
CN102481665A (zh) 采用具有至少5mm 的边缘厚度的ZnS 透镜的激光聚焦头和激光切割装置以及使用这样的聚焦头的方法
JP2016510105A5 (ko)
CZ2001216A3 (cs) Zařízení a způsob pro vytváření zlepšeného laserového paprsku
KR102650062B1 (ko) 레이저 빔 공간 필터 시스템
KR102366807B1 (ko) 자기장을 이용하여 드롭릿 포지션을 컨트롤할 수 있는 드롭릿 발생부를 가진 ｅｕｖ 광 발생 장치
TW202004951A (zh) 加熱器塊以及熱處理設備和方法
US20210333564A1 (en) Apparatus for forming line beam
KR20200123256A (ko) 열처리 시스템에서의 국부적인 가열을 위한 지지 플레이트
KR102426156B1 (ko) 이중 파장 어닐링 방법 및 장치
CN105650483A (zh) 一种基于卡塞格林光学结构的激光灯装置
US20160001397A1 (en) Laser processing apparatus
JP2007063606A (ja) 半導体レーザを用いた焼入れ方法および焼入れ装置
KR102472644B1 (ko) 취성 재료 기판의 분단 방법 그리고 분단 장치
CN106475688A (zh) 激光切割装置
JP4584683B2 (ja) レーザ溶接用集光ヘッド
KR101958095B1 (ko) 레이저 베벨 클리닝 장치
KR20020067831A (ko) 레이저를 이용한 기판 절단 장치 및 그 방법
KR20130112112A (ko) 가변 펄스폭의 레이저를 생성하는 방법 및 고출력의 레이저를 생성하는 방법
KR100600797B1 (ko) 레이저 절단장치

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant