KR102654348B1

KR102654348B1 - Apparatus of forming groove and method for forming groove

Info

Publication number: KR102654348B1
Application number: KR1020220043641A
Authority: KR
Inventors: 정웅희; 이동준; 이준영; 박정래
Original assignee: (주)이오테크닉스
Priority date: 2022-04-07
Filing date: 2022-04-07
Publication date: 2024-04-04
Also published as: KR20230144415A

Abstract

홈 형성 장치가 개시된다. 개시된 홈 형성 장치는, 가우시안 형태의 레이저 빔을 방출하는 레이저 광원; 상기 레이저 빔의 빔 형태를 가우시안 형태에서 플랫 탑(flat top) 형태로 변환하는 회절 광학 소자; 및 플랫 탑 형태로 변환된 상기 레이저 빔을 가공 대상에 집광하는 포커싱 렌즈 유닛;을 포함하며, 상기 포커싱 렌즈 유닛은 초점 거리보다 먼 위치의 네거티브 이미지 면을 가지며, 상기 네거티브 이미지 면이 가공 대상의 표면에 위치하도록 상기 포커싱 렌즈 유닛이 배치된 상태에서, 상기 가공 대상에 플랫 탑 형태로 변환된 상기 레이저 빔을 조사함으로써 상기 가공 대상에 홈을 형성한다. A groove forming device is disclosed. The disclosed groove forming device includes a laser light source that emits a Gaussian-shaped laser beam; A diffractive optical element that converts the beam shape of the laser beam from a Gaussian shape to a flat top shape; and a focusing lens unit that focuses the laser beam converted into a flat top shape onto the processing target, wherein the focusing lens unit has a negative image surface positioned farther than the focal distance, and the negative image surface is the surface of the processing target. With the focusing lens unit disposed so as to be positioned, a groove is formed in the processing target by irradiating the laser beam converted into a flat top shape to the processing target.

Description

Groove forming device and groove forming method {APPARATUS OF FORMING GROOVE AND METHOD FOR FORMING GROOVE}

본 발명은 홈 형성 장치 및 홈 형성 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a groove forming device and a groove forming method.

일반적으로 레이저 가공이란 포커싱 렌즈를 이용하여 레이저 빔을 하나의 초점 형태로 집광시키고 그 초점을 가공 대상의 표면 또는 내부에 조사하여 가공하는 방식을 말한다.In general, laser processing refers to a method of processing a laser beam by concentrating it into a single focus using a focusing lens and irradiating the focus to the surface or inside of the processing object.

레이저 가공이 이용되는 일 예로, 가공 대상에 홈을 형성하기 위하여 레이저 빔이 사용될 수 있다. 가공 대상에 형성된 홈은 다양한 목적으로 이용될 수 있으며, 일 예로 커팅(cutting)을 위한 스크라이빙 라인(scribing line)으로 이용될 수 있다.As an example in which laser processing is used, a laser beam may be used to form grooves in a processing object. Grooves formed in a processing object can be used for various purposes, for example, they can be used as a scribing line for cutting.

한편, 레이저 광원에서 형성된 레이저 빔은 빔 형태(빔 프로파일)가 가우시안 형태일 수 있다. 이러한 가우시안 형태의 레이저 빔을 가공 대상에 조사할 경우, 가공 대상에 형성된 홈은 최하부와 최상부의 폭 사이의 차이가 크게 나타날 수 있다.Meanwhile, the laser beam formed from the laser light source may have a Gaussian beam shape (beam profile). When such a Gaussian-shaped laser beam is radiated onto a processing target, the groove formed on the processing target may have a large difference between the widths of the bottom and top.

홈의 최하부와 최상부의 폭을 줄이기 위하여, 가우시안 형태의 레이저 빔에 비해 빔 세기가 상대적으로 고르게 나타나는 플랫 탑 형태의 레이저 빔이 이용될 수 있다.In order to reduce the width of the bottom and top of the groove, a flat top type laser beam that has a relatively uniform beam intensity compared to a Gaussian type laser beam can be used.

그러나, 플랫 탑 형태의 레이저 빔을 이용하더라도, 탑 부분에서의 빔 세기의 차이로 인해, 홈 주변의 가공 대상에 HAZ(Heat Affected Zone)가 발생될 수 있고, 홈 바닥면이 불균일 또는 과도하게 가공(Bottom Over 가공)될 수 있으며, 홈의 측벽이 과도하게 경사질 수 있다.However, even if a flat top type laser beam is used, a HAZ (Heat Affected Zone) may be generated in the processing target around the groove due to the difference in beam intensity at the top, and the bottom surface of the groove may be uneven or excessively processed. (Bottom Over Machining) and the side walls of the groove may be excessively inclined.

본 개시는 상술한 문제점을 해결하기 위한 홈 형성 장치 및 홈 형성 방법을 제공한다. 본 개시는 네거티브 이미지 면의 레이저 빔을 이용하여 가공 대상에 홈을 형성함으로써, 상대적으로 균일한 빔 세기 분포를 가지는 레이저 빔을 가공 대상에 조사할 수 있으며, 그에 따라 HAZ의 크기를 줄일 수 있으며, 홈의 최상부와 최하부의 폭 차이를 줄이도록 가공할 수 있는 홈 형성 장치 및 홈 형성 방법을 제공한다.The present disclosure provides a groove forming device and a groove forming method to solve the above-mentioned problems. In the present disclosure, by forming a groove in a processing object using a laser beam on the negative image plane, a laser beam with a relatively uniform beam intensity distribution can be irradiated to the processing object, thereby reducing the size of the HAZ, A groove forming device and a groove forming method that can be processed to reduce the difference in width between the top and bottom of the groove are provided.

본 발명의 일 측면에 따른 홈 형성 장치는, A groove forming device according to one aspect of the present invention,

가우시안 형태의 레이저 빔을 방출하는 레이저 광원;A laser light source that emits a Gaussian-shaped laser beam;

상기 레이저 빔의 빔 형태를 가우시안 형태에서 플랫 탑(flat top) 형태로 변환하는 회절 광학 소자; 및A diffractive optical element that converts the beam shape of the laser beam from a Gaussian shape to a flat top shape; and

플랫 탑 형태로 변환된 상기 레이저 빔을 가공 대상에 집광하는 포커싱 렌즈 유닛;을 포함하며,It includes a focusing lens unit that focuses the laser beam converted into a flat top form onto the processing target,

상기 포커싱 렌즈 유닛은 초점 거리보다 먼 위치의 네거티브 이미지 면을 가지며, The focusing lens unit has a negative image plane positioned farther than the focal length,

상기 네거티브 이미지 면이 가공 대상의 표면에 위치하도록 상기 포커싱 렌즈 유닛이 배치된 상태에서, 상기 가공 대상에 플랫 탑 형태로 변환된 상기 레이저 빔을 조사함으로써 상기 가공 대상에 홈을 형성할 수 있다.In a state where the focusing lens unit is disposed so that the negative image surface is located on the surface of the processing target, a groove can be formed in the processing target by irradiating the laser beam converted into a flat top shape to the processing target.

상기 네거티브 이미지 면에서의 레이저 빔의 빔 세기 분포는, 초점 거리보다 가까운 위치의 포지티브 이미지 면에서의 레이저 빔의 빔 세기 분포보다 균일도가 클 수 있다.The beam intensity distribution of the laser beam on the negative image plane may have greater uniformity than the beam intensity distribution of the laser beam on the positive image plane at a position closer than the focal distance.

상기 네거티브 이미지 면에서의 레이저 빔의 최대 강도와 최소 강도의 차이는 상기 포지티브 이미지 면에서의 레이저 빔의 최대 강도와 최소 강도의 차이보다 작을 수 있다.The difference between the maximum intensity and minimum intensity of the laser beam on the negative image surface may be smaller than the difference between the maximum intensity and minimum intensity of the laser beam on the positive image surface.

상기 네거티브 이미지 면에서의 레이저 빔의 최대 강도에 대한 최대 강도와 최소 강도의 차이의 비율은 상기 포지티브 이미지 면에서의 레이저 빔의 최대 강도에 대한 최대 강도와 최소 강도의 차이의 비율보다 작을 수 있다.The ratio of the difference between the maximum intensity and minimum intensity to the maximum intensity of the laser beam in the negative image plane may be less than the ratio of the difference between the maximum intensity and minimum intensity to the maximum intensity of the laser beam in the positive image plane.

플랫 탑 형태의 상기 레이저 빔을 폭 방향으로 3등분 하여 중심 부분과 양 단부로 구분할 때, 상기 네거티브 이미지 면에서의 레이저 빔의 중심 부분의 최대 강도와 최소 강도의 차이는 상기 포지티브 이미지 면에서의 레이저 빔의 중심 부분의 최대 강도와 최소 강도의 차이보다 작을 수 있다.When the laser beam in the form of a flat top is divided into three parts in the width direction and divided into a center part and both ends, the difference between the maximum intensity and minimum intensity of the center part of the laser beam on the negative image plane is the difference between the maximum intensity and minimum intensity of the laser beam on the positive image plane. It may be less than the difference between the maximum and minimum intensity of the central part of the beam.

플랫 탑 형태의 상기 레이저 빔을 폭 방향으로 3등분 하여 중심 부분과 양 단부로 구분할 때, 상기 네거티브 이미지 면에서의 레이저 빔의 양 단부의 최대 강도와 최소 강도의 차이는 상기 포지티브 이미지 면에서의 레이저 빔의 양 단부의 최대 강도와 최소 강도의 차이보다 작을 수 있다.When the laser beam in the form of a flat top is divided into three parts in the width direction and divided into a center part and both ends, the difference between the maximum intensity and minimum intensity of both ends of the laser beam on the negative image plane is the difference between the maximum intensity and minimum intensity of the laser beam on the positive image plane. It may be less than the difference between the maximum intensity and minimum intensity at both ends of the beam.

상기 네거티브 이미지 면에서의 레이저 빔의 상기 양 단부에서의 최대 강도에 대한 최대 강도와 최소 강도의 차이의 비율은 상기 포지티브 이미지 면에서의 레이저 빔의 양 단부에서의 최대 강도에 대한 최대 강도와 최소 강도의 차이의 비율보다 작을 수 있다.The ratio of the difference between the maximum intensity and minimum intensity to the maximum intensity at both ends of the laser beam in the negative image plane is the maximum intensity and minimum intensity to the maximum intensity at both ends of the laser beam in the positive image plane. It may be smaller than the ratio of the difference between .

상기 홈은 최하부의 폭이 최상부의 폭의 80% 이상일 수 있다.The width of the bottom of the groove may be 80% or more of the width of the top.

상기 가공 대상에 상기 홈이 형성된 이후에 블레이드에 의한 커팅이 진행될 때, 상기 최하부의 폭과 상기 블레이드의 폭의 차이는 10 um 이상이며, 상기 최상부의 폭과 상기 블레이드의 폭의 차이는 20 um 이하일 수 있다.When cutting with a blade is performed after the groove is formed in the processing object, the difference between the width of the lowest part and the width of the blade is 10 um or more, and the difference between the width of the uppermost part and the width of the blade is 20 um or less. You can.

상기 회절 광학 소자의 크기는 입사 빔의 직경의 1.7배 ~ 3배일 수 있다.The size of the diffractive optical element may be 1.7 to 3 times the diameter of the incident beam.

상기 회절 광학 소자는 입사된 레이저 빔을 복수의 서브 레이저 빔들로 분할할 수 있다.The diffractive optical element may split the incident laser beam into a plurality of sub-laser beams.

상기 회절 광학 소자는 상기 가공 대상 상에서 상기 복수의 서브 레이저 빔들 사이의 간격이 50 마이크로미터(㎛) 이상이 되도록 상기 복수의 서브 레이저 빔들을 분할할 수 있다.The diffractive optical element may split the plurality of sub-laser beams on the processing object such that an interval between the plurality of sub-laser beams is 50 micrometers (㎛) or more.

상기 포커싱 렌즈 유닛은 상기 회절 광학 소자로부터 최대 각도로 분할되는 상기 복수의 서브 레이저 빔들을 수용하도록 상기 회절 광학 소자로부터 이격될 수 있다.The focusing lens unit may be spaced apart from the diffractive optical element to receive the plurality of sub-laser beams split from the diffractive optical element at a maximum angle.

본 발명의 일 측면에 따른 홈 형성 방법은, The groove forming method according to one aspect of the present invention,

가우시안 형태의 레이저 빔을 회절 광학 소자에 입사시키는 단계;Injecting a Gaussian-shaped laser beam into a diffractive optical element;

상기 회절 광학 소자에 의해, 상기 레이저 빔을 가우시안 형태에서 플랫 탑(flat top) 형태로 변환시키는 단계;Converting the laser beam from a Gaussian shape to a flat top shape by the diffractive optical element;

포커싱 렌즈 유닛에 의해, 상기 플랫 탑 형태로 변환된 레이저 빔을 가공 대상에 집광시켜 홈을 형성하는 단계;를 포함하며,Comprising: forming a groove by concentrating the laser beam converted into the flat top shape onto the processing target by a focusing lens unit,

상기 홈을 형성하는 단계에서는, 상기 네거티브 이미지 면이 가공 대상의 표면에 위치하도록 상기 포커싱 렌즈 유닛이 배치된 상태에서, 상기 가공 대상에 플랫 탑 형태로 변환된 상기 레이저 빔을 조사함으로써 상기 가공 대상에 홈을 형성할 수 있다.In the step of forming the groove, the focusing lens unit is disposed so that the negative image surface is located on the surface of the processing target, and the laser beam converted into a flat top shape is irradiated to the processing target. A groove can be formed.

상기 홈이 형성된 가공 대상을 블레이드에 의해 상기 홈을 따라 커팅하는 단계를 더 포함하며, 상기 블레이드에 의한 절단이 진행될 때, 상기 홈의 최하부의 폭과 상기 블레이드의 폭의 차이는 10 um 이상이며, 상기 홈의 최상부의 폭과 상기 블레이드의 폭의 차이는 20 um 이하일 수 있다.It further includes the step of cutting the processing object on which the groove is formed along the groove with a blade, wherein when cutting by the blade proceeds, the difference between the width of the lowest part of the groove and the width of the blade is 10 um or more, The difference between the width of the top of the groove and the width of the blade may be 20 um or less.

본 개시에 따른 홈 형성 장치 및 홈 형성 방법은 네거티브 이미지 면의 레이저 빔을 이용하여 가공 대상에 홈을 형성함으로써, 상대적으로 균일한 빔 세기 분포를 가지는 레이저 빔을 가공 대상에 조사할 수 있으며, 그에 따라 HAZ의 크기를 줄일 수 있으며, 홈의 최상부와 최하부의 폭 차이를 줄이도록 가공할 수 있다.The groove forming device and groove forming method according to the present disclosure form grooves in the processing target using a laser beam on the negative image surface, thereby irradiating a laser beam with a relatively uniform beam intensity distribution to the processing target. Accordingly, the size of the HAZ can be reduced, and it can be processed to reduce the difference in width between the top and bottom of the groove.

도 1은 예시적인 실시예에 따른 홈 형성 장치의 개념도이다.
도 2는 도 1의 포커싱 렌즈 유닛의 개념도이다.
도 3은 회절 광학 소자와 포커싱 렌즈 유닛 사이에 다른 광학계가 배치된 실시예에 따른 홈 형성 장치의 개념도이다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 가공 대상에 조사되는 서브 레이저 빔들을 설명하기 위한 가공 대상의 평면도이다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른 가공 대상에 조사되는 서브 레이저 빔들을 설명하기 위한 가공 대상의 평면도이다.
도 6은 예시적인 실시예에 따른 서브 레이저 빔들의 상대적인 세기를 나타내는 그래프이다.
도 7은 예시적인 실시예에 따른 서브 레이저 빔들의 상대적인 세기를 나타내는 그래프이다.
도 8은 실시예에 따른 포커싱 렌즈 유닛을 통과한 서브 레이저 빔의 광 경로를 나타낸 도면이다.
도 9는 실시예에 따른 홈 형성 장치에서 가공 대상과 포커싱 렌즈 유닛의 위치 관계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 10은 비교예에 따른 홈 형성 장치에서 가공 대상과 포커싱 렌즈 유닛의 위치 관계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 11은 도 9에 따른 포커싱 유닛에 의해 가공 대상에 조사된 서브 레이저 빔의 빔 프로파일을 설명하기 위한 그래프이다.
도 12은 도 10에 따른 포커싱 유닛에 의해 가공 대상에 조사된 서브 레이저 빔의 빔 프로파일을 설명하기 위한 그래프이다.
도 13은 도 11의 서브 레이저 빔의 폭 방향 프로파일을 확대한 도면이다.
도 14은 도 12의 서브 레이저 빔의 폭 방향 프로파일을 확대한 도면이다.
도 15 및 도 16은 실시예에 따른 홈에서 최상부의 폭과 최하부의 폭의 기준을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 네거티브 이미지 면에서의 서브 레이저 빔을 이용하여 가공된 홈의 단면 모습을 나타낸 도면이다.
도 18은 포지티브 이미지 면에서의 서브 레이저 빔을 이용하여 가공된 홈의 단면 모습을 나타낸 도면이다.
도 19는 네거티브 이미지 면에서의 서브 레이저 빔을 이용하여 가공된 홈을 나타낸 도면이다.
도 20는 포지티브 이미지 면에서의 서브 레이저 빔을 이용하여 가공된 홈을 나타낸 도면이다.
도 21은 네거티브 이미지 면의 서브 레이저 빔이 가공 대상의 표면에 위치한 상태에서 초점 위치를 전후 방향으로 이동시켰을 때 나타나는 홈의 가공 상태를 나타낸 도면이다.
도 22는 포지티브 이미지 면의 서브 레이저 빔이 가공 대상의 표면에 위치한 상태에서 초점 위치를 전후 방향으로 이동시켰을 때 나타나는 홈의 가공 상태를 나타낸 도면이다.
도 23은 실시예에 따른 홈 형성 장치에 의한 홈 형성 이후의 단계를 설명하기 위한 도면이다.Figure 1 is a conceptual diagram of a groove forming device according to an exemplary embodiment.
FIG. 2 is a conceptual diagram of the focusing lens unit of FIG. 1.
Figure 3 is a conceptual diagram of a groove forming device according to an embodiment in which another optical system is disposed between the diffractive optical element and the focusing lens unit.
FIG. 4 is a plan view of a processing object for illustrating sub-laser beams irradiated to the processing object according to an exemplary embodiment.
Figure 5 is a plan view of a processing object for explaining sub-laser beams irradiated to the processing object according to an exemplary embodiment.
6 is a graph showing the relative intensity of sub-laser beams according to an example embodiment.
7 is a graph showing the relative intensity of sub-laser beams according to an example embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing the optical path of a sub-laser beam that passes through a focusing lens unit according to an embodiment.
Figure 9 is a conceptual diagram for explaining the positional relationship between a processing object and a focusing lens unit in a groove forming device according to an embodiment.
Figure 10 is a conceptual diagram for explaining the positional relationship between a processing object and a focusing lens unit in a groove forming device according to a comparative example.
FIG. 11 is a graph for explaining the beam profile of a sub-laser beam irradiated to a processing object by the focusing unit according to FIG. 9.
FIG. 12 is a graph for explaining the beam profile of the sub-laser beam irradiated to the processing target by the focusing unit according to FIG. 10.
FIG. 13 is an enlarged view of the width direction profile of the sub laser beam of FIG. 11.
FIG. 14 is an enlarged view of the width direction profile of the sub laser beam of FIG. 12.
15 and 16 are diagrams for explaining the standards for the width of the top and bottom of a groove according to an embodiment.
Figure 17 is a cross-sectional view of a groove processed using a sub-laser beam on the negative image plane.
Figure 18 is a cross-sectional view of a groove processed using a sub-laser beam on the positive image plane.
Figure 19 is a diagram showing a groove processed using a sub laser beam on the negative image plane.
Figure 20 is a diagram showing a groove processed using a sub laser beam on the positive image plane.
Figure 21 is a diagram showing the processing state of the groove that appears when the sub laser beam of the negative image plane is positioned on the surface of the processing object and the focus position is moved in the forward and backward directions.
Figure 22 is a diagram showing the processing state of the groove that appears when the sub-laser beam of the positive image plane is positioned on the surface of the processing object and the focus position is moved in the forward and backward directions.
Figure 23 is a diagram for explaining steps after groove formation by the groove forming apparatus according to the embodiment.

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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. In the drawings, the same reference numerals refer to the same components, and the size or thickness of each component may be exaggerated for clarity of explanation.

“제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될수 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.Terms containing ordinal numbers, such as “first”, “second”, etc., may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. Terms refer to the separation of one component from another. It is used for distinguishing purposes only. For example, a first component may be named a second component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the second component may also be named a first component. The term “and/or” includes a combination of a plurality of related items or any one item among a plurality of related items.

도 1은 예시적인 실시예에 따른 홈 형성 장치의 개념도이다. 도 2는 도 1의 포커싱 렌즈 유닛의 개념도이다. Figure 1 is a conceptual diagram of a groove forming device according to an exemplary embodiment. FIG. 2 is a conceptual diagram of the focusing lens unit of FIG. 1.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 홈 형성 장치(10)는 레이저 광원(110), 회절 광학 소자(140), 포커싱 렌즈 유닛(150)를 포함할 수 있다. 홈 형성 장치(10)는 콜리메이터(120), 빔 확장기(130) 및 스테이지(400)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the groove forming device 10 according to the embodiment may include a laser light source 110, a diffractive optical element 140, and a focusing lens unit 150. The groove forming device 10 may further include a collimator 120, a beam expander 130, and a stage 400.

레이저 광원(110)은 레이저 빔(LB)을 방출할 수 있다. 예를 들어, 레이저 빔(LB)은 펄스 레이저일 수 있다. 예를 들어, 레이저 빔(LB)은 가우시안(gaussian) 형태의 레이저 빔일 수 있다. 레이저 광원(110)은 레이저 빔(LB)을 콜리메이터(120)에 제공할 수 있다. 레이저 광원(110)으로부터 방출된 레이저 빔(LB)은 발산 광일 수 있다. 예를 들어, 레이저 빔(LB)은 콜리메이터(120)에 도달하기 전까지 진행 방향을 따라 넓어지는 폭을 가질 수 있다. The laser light source 110 may emit a laser beam LB. For example, the laser beam LB may be a pulsed laser. For example, the laser beam LB may be a Gaussian laser beam. The laser light source 110 may provide a laser beam LB to the collimator 120. The laser beam LB emitted from the laser light source 110 may be divergent light. For example, the laser beam LB may have a width that widens along the direction of travel before reaching the collimator 120.

콜리메이터(120)는 레이저 빔(LB)을 평행 광으로 변환할 수 있다. 콜리메이터(120)는 레이저 광원(110)과 회절 광학 소자(140) 사이에 배치된다. 레이저 빔(LB)은 콜리메이터(120)를 통과한 후 실질적으로 일정한 폭을 가질 수 있다. 레이저 빔(LB)의 폭은 레이저 빔(LB)의 진행 방향에 실질적으로 수직한 방향을 따르는 레이저 빔(LB)의 크기일 수 있다. 콜리메이터(120)는 단일 렌즈 또는 복수의 렌즈들의 조합을 포함할 수 있다. 콜리메이터(120)는 평행 광인 레이저 빔(LB)을 빔 확장기(130)에 제공할 수 있다.The collimator 120 can convert the laser beam LB into parallel light. The collimator 120 is disposed between the laser light source 110 and the diffractive optical element 140. The laser beam LB may have a substantially constant width after passing through the collimator 120. The width of the laser beam LB may be the size of the laser beam LB along a direction substantially perpendicular to the direction in which the laser beam LB travels. The collimator 120 may include a single lens or a combination of multiple lenses. The collimator 120 may provide a laser beam LB, which is parallel light, to the beam expander 130.

빔 확장기(130)는 레이저 빔(LB)의 폭을 확장할 수 있다. 빔 확장기(130)는 복수의 렌즈들을 포함하는 광학계일 수 있다. 빔 확장기(130)는 콜리메이터(120)와 회절 광학 소자(140) 사이에 배치될 수 있다. 빔 확장기(130)는 확장된 폭을 갖는 레이저 빔(LB)을 회절 광학 소자(140)에 제공할 수 있다. 빔 확장기(130)는 발산각을 조정함으로써, 회절 광학 소자(140)에 최적화된 가우시안 형태의 레이저 빔을 제공할 수 있다. The beam expander 130 may expand the width of the laser beam LB. The beam expander 130 may be an optical system including a plurality of lenses. Beam expander 130 may be disposed between collimator 120 and diffractive optical element 140. The beam expander 130 may provide a laser beam LB having an expanded width to the diffractive optical element 140. The beam expander 130 can provide a Gaussian-shaped laser beam optimized for the diffractive optical element 140 by adjusting the divergence angle.

회절 광학 소자(140)는 가우시안 형태의 레이저 빔을 적어도 하나의 플랫 탑(flat top) 형태의 레이저 빔으로 변환할 수 있다. 회절 광학 소자(140)는 가공 대상(300)에 조사되는 플랫 탑 형태의 레이저 빔의 형상을 결정할 수 있다. 회절 광학 소자(140)는 빔 확장기(130)에서 출사된 가우시안 형태의 레이저 빔(LB)을 회절 광학 소자(140)의 표면에 형성된 회절 위상차에 따라 미세한 각도로 중첩시켜 플랫 탑 형태의 레이저 빔을 형성할 수 있다.The diffractive optical element 140 may convert a Gaussian-shaped laser beam into at least one flat top-shaped laser beam. The diffractive optical element 140 may determine the shape of a flat top laser beam irradiated to the processing target 300. The diffractive optical element 140 overlaps the Gaussian-shaped laser beam (LB) emitted from the beam expander 130 at a fine angle according to the diffraction phase difference formed on the surface of the diffractive optical element 140 to create a flat-top shaped laser beam. can be formed.

회절 광학 소자(140)는 빔 확장기(130)에서 출사된 가우시안 형태의 레이저 빔(LB)을 서브 레이저 빔들(SLB)로 분할할 수 있다. 즉, 회절 광학 소자(140)는 멀티 빔 생성기로 기능할 수 있다. 도면에서는 3개의 서브 레이저 빔들(SLB)이 도시되었으나, 이는 예시적인 것이다. 다른 예에서, 3개 이상의 서브 레이저 빔들(SLB)이 제공될 수 있다. The diffractive optical element 140 may split the Gaussian-shaped laser beam LB emitted from the beam expander 130 into sub-laser beams SLB. That is, the diffractive optical element 140 can function as a multi-beam generator. Although three sub laser beams (SLBs) are shown in the drawing, this is an example. In another example, three or more sub laser beams (SLBs) may be provided.

분할된 서브 레이저 빔들(SLB)은 레이저 빔(LB)이 회절 광학 소자(140)에 의해 회절된 것일 수 있다. 일 예에서, 서브 레이저 빔들(SLB)은 대칭을 가질 수 있다. 예를 들어, 중앙에 위치하는 서브 레이저 빔(SLB)은 0차 회절 빔일 수 있다. 중앙에 위치하는 서브 레이저 빔(SLB)으로부터 멀어지는 방향을 따라 배열되는 서브 레이저 빔들(SLB)은 ±1차 회절 빔, ±2차 회절 빔, ... , ±n차 회절 빔일 수 있다. +와 -는 중앙의 서브 레이저 빔(SLB)으로부터 멀어지는 방향을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 중앙의 서브 레이저 빔(SLB)의 일측에 +1차, +2차, ... , +n차 회절 빔들이 차례로 배열될 수 있고, 타측에 -1차 회절 빔, -2차 회절 빔, ... , -n차 회절 빔들이 차례로 배열될 수 있다. 일 예에서, 회절 광학 소자(140)로부터 방출되는 서브 레이저 빔들(SLB)이 모두 홈 형성 공정에 이용될 수 있다. 다른 예에서, 회절 광학 소자(140)로부터 방출되는 서브 레이저 빔들(SLB) 중 저차 회절 빔들이 홈 형성 공정에 이용될 수 있다. The divided sub laser beams SLB may be the laser beam LB diffracted by the diffractive optical element 140. In one example, the sub laser beams SLB may have symmetry. For example, the sub laser beam (SLB) located in the center may be a 0th order diffraction beam. The sub laser beams (SLB) arranged along a direction away from the centrally located sub laser beam (SLB) may be a ±1st order diffraction beam, a ±2nd order diffraction beam, ..., or a ±nth order diffraction beam. + and - may indicate directions away from the central sub laser beam (SLB). For example, on one side of the central sub laser beam (SLB), +1st order, +2nd order, ..., +n order diffraction beams may be arranged in order, and -1st order diffraction beam and -2nd order diffraction beam on the other side. Diffraction beams, ..., -nth order diffraction beams may be arranged in sequence. In one example, all sub-laser beams (SLB) emitted from the diffractive optical element 140 may be used in the groove forming process. In another example, low-order diffraction beams among the sub laser beams (SLB) emitted from the diffractive optical element 140 may be used in the groove forming process.

홈 형성 공정에 이용되는 서브 레이저 빔들(SLB)이 회절 광학 소자(140)에 의해 분할되는 분할 각도(142)의 최대값(이하, 최대 각도)은 약 ±3도(°)일 수 있다. 최대 각도는 0차 회절 빔의 주광선과 최고 차수를 갖는 빔들의 주광선들 사이의 각도일 수 있다. 예를 들어, 최고 차수가 ±3인 경우, ±3차 회절 빔들의 주광선들과 0차 회절 빔의 주광선 사이의 각도들이 각각 ±3 도(°)일 수 있다. 서로 인접한 서브 레이저 빔들(SLB) 사이의 각도는 필요에 따라 정해질 수 있다. 회절 광학 소자에 형성된 패턴들에 대한 조건(예를 들어, 패턴들 사이의 거리, 패턴들의 배치 형태, 패턴들의 크기 등)은 서브 레이저 빔들(SLB)이 요구되는 각도로 분할되도록 결정될 수 있다. 서브 레이저 빔들(SLB)의 각각은 일정한 폭을 갖는 평행 광일 수 있다. The maximum value of the splitting angle 142 (hereinafter referred to as the maximum angle) at which the sub laser beams SLB used in the groove forming process are split by the diffractive optical element 140 may be about ±3 degrees (°). The maximum angle may be the angle between the chief ray of the 0th order diffracted beam and the chief rays of the highest order beams. For example, if the highest order is ±3, the angles between the chief rays of the ±3rd order diffracted beams and the chief ray of the 0th order diffracted beam may each be ±3 degrees (°). The angle between adjacent sub laser beams (SLBs) can be determined as needed. Conditions for patterns formed on the diffractive optical element (eg, distance between patterns, arrangement of patterns, size of patterns, etc.) may be determined so that the sub laser beams SLB are divided at a required angle. Each of the sub laser beams SLB may be parallel light with a constant width.

회절 광학 소자(140)로 입사된 레이저 빔(LB)은, 회절 광학 소자(140)에 의해 서로 이격된 복수의 서브 레이저 빔(SLB)으로 분할되며, 이 과정에서 빔의 형태가 가우시안 형태에서 플랫 탑 형태로 변환될 수 있다. The laser beam (LB) incident on the diffractive optical element 140 is split into a plurality of sub laser beams (SLB) spaced apart from each other by the diffractive optical element 140, and in this process, the shape of the beam changes from Gaussian to flat. It can be converted into tower form.

회절 광학 소자(140)는 입사된 레이저 빔(LB)의 직경보다 클 수 있다. 예를 들어, 회절 광학 소자(140)의 크기는 입사된 레이저 빔(LB)의 직경의 1.7배 ~ 3배일 수 있다. The diffractive optical element 140 may be larger than the diameter of the incident laser beam LB. For example, the size of the diffractive optical element 140 may be 1.7 to 3 times the diameter of the incident laser beam LB.

회절 광학 소자(140)는 서브 레이저 빔들(SLB)을 적어도 하나의 포커싱 렌즈 유닛(150)에 제공할 수 있다. 서브 레이저 빔들(SLB)은 회절 광학 소자(140)로부터 방출되어 포커싱 렌즈 유닛(150)에 바로 제공될 수 있다. 포커싱 렌즈 유닛(150)이 수용할 수 있는 서브 레이저 빔들(SLB)의 최대 분할 각도는 포커싱 렌즈 유닛(150)과 회절 광학 소자(140) 사이의 이격 거리에 따라 달라질 수 있다. 포커싱 렌즈 유닛(150)이 회절 광학 소자(140)로부터 멀리 떨어질수록 포커싱 렌즈 유닛(150)이 수용할 수 있는 서브 레이저 빔들(SLB)의 최대 분할 각도가 작을 수 있다. 포커싱 렌즈 유닛(150)은 회절 광학 소자(140)에서 최대 각도(예를 들어, ±3도(°))로 분할되는 서브 레이저 빔들(SLB)을 전부 수용할 수 있도록 회절 광학 소자(140)에 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 포커싱 렌즈 유닛(150)이 초점 거리가 50 mm이고 입사동 직경(Entrance Pupil Diameter, EPD)이 24 mm인 f50 텔레센트릭 렌즈를 포함하는 경우, 포커싱 렌즈 유닛(150)과 회절 광학 소자(140) 사이의 이격 거리는 100 밀리미터(mm) 이하일 수 있다. The diffractive optical element 140 may provide sub-laser beams (SLB) to at least one focusing lens unit 150. Sub-laser beams (SLB) may be emitted from the diffractive optical element 140 and directly provided to the focusing lens unit 150. The maximum splitting angle of the sub laser beams (SLB) that the focusing lens unit 150 can accommodate may vary depending on the separation distance between the focusing lens unit 150 and the diffractive optical element 140. The farther away the focusing lens unit 150 is from the diffractive optical element 140, the smaller the maximum splitting angle of the sub-laser beams (SLB) that the focusing lens unit 150 can accommodate. The focusing lens unit 150 is attached to the diffractive optical element 140 to accommodate all of the sub-laser beams (SLB) divided by the maximum angle (for example, ±3 degrees (°)) in the diffractive optical element 140. Can be placed adjacently. For example, if the focusing lens unit 150 includes an f50 telecentric lens with a focal length of 50 mm and an entrance pupil diameter (EPD) of 24 mm, the focusing lens unit 150 and the diffractive optics The separation distance between the elements 140 may be 100 millimeters (mm) or less.

포커싱 렌즈 유닛(150)은 서브 레이저 빔들(SLB)을 가공 대상(300)에 집속할 수 있다. 포커싱 렌즈 유닛(150)은 단일 렌즈 또는 복합 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 포커싱 렌즈 유닛(150)은 초점 거리가 50 mm인 f50 텔레센트릭 렌즈를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 것과 같이, 포커싱 렌즈 유닛(150)은 스캔 헤드(152) 내에 배치될 수 있다. 스캔 헤드(152)는 포커싱 렌즈 유닛(150) 외의 다른 구성들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 스캔 헤드(152)는 서브 레이저 빔들(SLB)을 포커싱 렌즈 유닛(150)으로 전달하기 위한 거울들 및/또는 서브 레이저 빔들(SLB)이 조사되는 가공 대상(300) 상의 위치를 조정하는 갈바닉 스캐너를 더 포함할 수 있다. 가공 대상(300) 상에서 서브 레이저 빔들(SLB) 사이의 간격은 빔 간격으로 지칭될 수 있다. 빔 간격은 50 마이크로미터(㎛) 이상일 수 있다. 예를 들어, 빔 간격은 50 마이크로미터(㎛) 내지 1000 마이크로미터(㎛)일 수 있다.The focusing lens unit 150 may focus the sub-laser beams (SLB) on the processing target 300. The focusing lens unit 150 may include a single lens or a composite lens. For example, the focusing lens unit 150 may include an f50 telecentric lens with a focal length of 50 mm. As shown in FIG. 2, the focusing lens unit 150 may be disposed within the scan head 152. The scan head 152 may include components other than the focusing lens unit 150. For example, the scan head 152 adjusts the mirrors for transmitting the sub-laser beams (SLB) to the focusing lens unit 150 and/or the position on the processing target 300 to which the sub-laser beams (SLB) are irradiated. It may further include a galvanic scanner. The spacing between sub laser beams (SLB) on the processing target 300 may be referred to as a beam spacing. The beam spacing may be 50 micrometers (㎛) or more. For example, the beam spacing can be between 50 micrometers (μm) and 1000 micrometers (μm).

스테이지(400)는 포커싱 렌즈 유닛(150)과 마주할 수 있다. 스테이지(400)는 가공 대상(300)을 지지하고, 가공 대상(300)의 위치를 조절할 수 있다. 스테이지(400)는 수평 방향 및 수직 방향을 따라 가공 대상(300)을 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 수평 방향은 스테이지(400)의 상면에 평행한 방향이고, 수직 방향은 스테이지(400)의 상면에 수직한 방향일 수 있다. 스테이지(400)가 가공 대상(300)을 이동하는 동안 서브 레이저 빔들(SLB)이 가공 대상(300)에 조사되어, 홈 형성 공정이 수행될 수 있다. The stage 400 may face the focusing lens unit 150. The stage 400 supports the processing target 300 and can adjust the position of the processing target 300. The stage 400 can move the processing object 300 along the horizontal and vertical directions. For example, the horizontal direction may be a direction parallel to the top surface of the stage 400, and the vertical direction may be a direction perpendicular to the top surface of the stage 400. While the stage 400 moves the processing target 300, sub laser beams (SLB) are irradiated to the processing target 300, so that a groove forming process may be performed.

필요에 따라, 위에서 설명된 광학 요소들 사이에 광 경로를 변경하는 광학 요소들(예를 들어, 거울)이 배치될 수 있다. If desired, optical elements (eg mirrors) that change the light path may be disposed between the optical elements described above.

회절 광학 소자(140)에 의해 최대 각도로 분할되는 서브 레이저 빔들(SLB)이 홈 형성 공정에 사용되는 경우, 홈 형성 공정의 효율 및 속도가 높을 수 있다. 예를 들어, 서브 레이저 빔들(SLB)이 최대 각도(예를 들어, ±3 도(°))로 분할되고, 가공 대상(300) 상에서 가장 바깥 쪽에 위치한 한 쌍의 서브 레이저 빔들(SLB) 사이의 간격이 최대 4000 마이크로미터(㎛)일 수 있으며, 빔 간격은 500 마이크로미터(㎛) 이상일 것이 요구되는 경우, 최대 9개의 서브 레이저 빔들(SLB)이 홈 형성 공정에 이용될 수 있다. 이때 회절 광학 소자(140)에서 방출되는 서브 레이저 빔들(SLB)을 수용하는 광학 요소가 회절 광학 소자(140)로부터 방출되는 서브 레이저 빔들(SLB)을 모두 수용하지 못한다면 9개보다 적은 수의 서브 레이저 빔들(SLB)인 홈 형성 공정에 이용될 수 있다. 이 경우, 홈 형성 공정의 효율 및 속도가 낮을 수 있다. When sub-laser beams (SLB) split at the maximum angle by the diffractive optical element 140 are used in the groove forming process, the efficiency and speed of the groove forming process may be high. For example, the sub laser beams (SLB) are divided at a maximum angle (e.g., ±3 degrees (°)), and between a pair of sub laser beams (SLB) located outermost on the processing target 300 The spacing can be up to 4000 micrometers (㎛), and if the beam spacing is required to be more than 500 micrometers (㎛), up to 9 sub-laser beams (SLBs) can be used in the groove forming process. At this time, if the optical element that accommodates the sub laser beams (SLBs) emitted from the diffractive optical element 140 does not accommodate all of the sub laser beams (SLBs) emitted from the diffractive optical element 140, a number of sub lasers less than 9 may be used. It can be used in the groove forming process of beams (SLB). In this case, the efficiency and speed of the groove forming process may be low.

본 개시의 홈 형성 장치(10)는 회절 광학 소자(140)에 의해 최대 각도로 분할되는 서브 레이저 빔들(SLB)을 홈 형성 공정에 이용하므로, 홈 형성 공정의 효율 및 속도를 높일 수 있다. The groove forming apparatus 10 of the present disclosure uses sub-laser beams (SLB) split at the maximum angle by the diffractive optical element 140 for the groove forming process, thereby increasing the efficiency and speed of the groove forming process.

한편, 상술한 실시예에서는, 회절 광학 소자(140)로부터 출사된 서브 레이저 빔(SLB)이 바로 포커싱 렌즈 유닛(150)에 입사되는 구조를 예시하였다. 그러나, 본 개시는 이에 한정되지 아니하며, 회절 광학 소자(140)와 포커싱 렌즈 유닛(150) 사이에 다른 광학계가 배치될 수 있다.Meanwhile, in the above-described embodiment, a structure in which the sub laser beam (SLB) emitted from the diffractive optical element 140 is directly incident on the focusing lens unit 150 is illustrated. However, the present disclosure is not limited to this, and other optical systems may be disposed between the diffractive optical element 140 and the focusing lens unit 150.

도 3은 회절 광학 소자와 포커싱 렌즈 유닛 사이에 다른 광학계가 배치된 실시예에 따른 홈 형성 장치의 개념도이다. 설명의 간결함을 위해, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 것과의 차이점이 설명된다. Figure 3 is a conceptual diagram of a groove forming device according to an embodiment in which another optical system is disposed between the diffractive optical element and the focusing lens unit. For brevity of explanation, differences from those described with reference to FIGS. 1 and 2 are explained.

도 3을 참조하면, 실시예에 따른 홈 형성 장치(11)에서는 포커싱 렌즈 유닛(150)이 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 홈 형성 장치(10)의 포커싱 렌즈 유닛(150)과 달리, 회절 광학 소자(140)와 포커싱 렌즈 유닛(150) 사이에 텔레센트릭 렌즈 유닛(200)이 배치될 수 있다. Referring to FIG. 3, in the groove forming device 11 according to the embodiment, the focusing lens unit 150 is different from the focusing lens unit 150 of the groove forming device 10 described with reference to FIGS. 1 and 2, A telecentric lens unit 200 may be disposed between the diffractive optical element 140 and the focusing lens unit 150.

텔레센트릭 렌즈 유닛(200)은 서브 레이저 빔들(SLB)을 포커싱 렌즈 유닛(150)으로 전달할 수 있다. 텔레센트릭 렌즈 유닛(200)은 광학계의 길이를 증가시키는 릴레이 렌즈(Relay Lens)의 역할을 할 수 있다. 텔레센트릭 렌즈 유닛(200)은 서브 레이저 빔들(SLB)의 광 경로를 따라 회절 광학 소자(140)로부터 멀어지는 방향으로 배열되는 제1 텔레센트릭 렌즈(210) 및 제2 텔레센트릭 렌즈(220)를 포함할 수 있다. The telecentric lens unit 200 may transmit sub-laser beams (SLB) to the focusing lens unit 150. The telecentric lens unit 200 may function as a relay lens that increases the length of the optical system. The telecentric lens unit 200 includes a first telecentric lens 210 and a second telecentric lens 220 arranged in a direction away from the diffractive optical element 140 along the optical path of the sub laser beams (SLB). ) may include.

제1 텔레센트릭 렌즈(210)는 회절 광학 소자(140) 측으로 무한대의 초점 거리를 가질 수 있고, 제2 텔레센트릭 렌즈(220) 측으로 제1 초점 거리(214)를 가질 수 있다. 다시 말해, 제1 텔레센트릭 렌즈(210)의 전방 초점 거리는 무한대이고, 후방 초점 거리는 제1 초점 거리(214)일 수 있다. 제1 텔레센트릭 렌즈(210)의 중심으로부터 제2 텔레센트릭 렌즈(220) 측으로 제1 초점 거리(214) 만큼 이격된 위치에 제1 초점 면(212)이 위치할 수 있다. 제1 텔레센트릭 렌즈(210)는 서브 레이저 빔들(SLB)을 제1 초점 면(212)에 집속할 수 있다. 일 예에서, 제1 텔레센트릭 렌즈(210)를 지난 서브 레이저 빔들(SLB)의 주광선(chief ray)은 실질적으로 서로 평행할 수 있다. The first telecentric lens 210 may have an infinite focal length toward the diffractive optical element 140, and may have a first focal length 214 toward the second telecentric lens 220. In other words, the front focal length of the first telecentric lens 210 may be infinite, and the rear focal distance may be the first focal length 214. The first focal plane 212 may be located at a position spaced apart from the center of the first telecentric lens 210 toward the second telecentric lens 220 by the first focal distance 214. The first telecentric lens 210 may focus the sub laser beams (SLB) on the first focal plane 212. In one example, chief rays of the sub laser beams SLB that pass through the first telecentric lens 210 may be substantially parallel to each other.

제2 텔레센트릭 렌즈(220)는 제1 텔레센트릭 렌즈(210) 측으로 제2 초점 거리(224)를 가질 수 있고, 후술되는 포커싱 렌즈 유닛(150) 측으로 무한대의 초점 거리를 가질 수 있다. 다시 말해, 제2 텔레센트릭 렌즈(220)의 전방 초점 거리는 제2 초점 거리(224)일 수 있고, 후방 초점 거리는 무한대일 수 있다. 제2 텔레센트릭 렌즈(220)의 중심으로부터 제1 텔레센트릭 렌즈(210) 측으로 제2 초점 거리(224) 만큼 이격된 위치에 제2 초점 면(222)이 위치할 수 있다. 제2 초점 면(222)은 제1 초점 면(212)과 실질적으로 중첩할 수 있다. 제1 텔레센트릭 렌즈(210)에 의해 제1 초점 면(212)(즉, 제2 초점 면(222))에 집속된 서브 레이저 빔들(SLB)은 제1 초점 면(212)을 지난 후 발산할 수 있다. 다시 말해, 서브 레이저 빔들(SLB)의 폭은 제1 텔레센트릭 렌즈(210)를 지나 제1 초점 면(212)에 가까워질수록 작아지고, 제1 초점 면(212)을 지나 제2 텔레센트릭 렌즈(220)에 가까워질수록 커질 수 있다. 서브 레이저 빔들(SLB)은 제2 텔레센트릭 렌즈(220)에 의해 일정한 폭을 갖는 평행 광으로 변환될 수 있다. 제2 텔레센트릭 렌즈(220)는 서브 레이저 빔들(SLB)을 포커싱 렌즈 유닛(150)에 제공할 수 있다. The second telecentric lens 220 may have a second focal length 224 toward the first telecentric lens 210 and may have an infinite focal length toward the focusing lens unit 150, which will be described later. In other words, the front focal length of the second telecentric lens 220 may be the second focal length 224, and the rear focal length may be infinite. The second focal plane 222 may be located at a position spaced apart from the center of the second telecentric lens 220 toward the first telecentric lens 210 by a second focal distance 224 . Second focal plane 222 may substantially overlap first focal plane 212 . The sub laser beams (SLB) focused on the first focal plane 212 (i.e., the second focal plane 222) by the first telecentric lens 210 diverge after passing through the first focal plane 212. can do. In other words, the width of the sub laser beams (SLB) becomes smaller as it passes through the first telecentric lens 210 and approaches the first focal plane 212, and passes through the first focal plane 212 to the second telecentric lens. The closer it gets to the trick lens 220, the larger it can become. The sub laser beams SLB may be converted into parallel light with a constant width by the second telecentric lens 220. The second telecentric lens 220 may provide sub laser beams (SLB) to the focusing lens unit 150.

일 예에서, 제1 텔레센트릭 렌즈(210)와 제2 텔레센트릭 렌즈(220)는 실질적으로 서로 동일할 수 있다. 예를 들어, 제1 초점 거리(214)와 제2 초점 거리(224)는 실질적으로 동일할 수 있다. 일 예에서, 제1 텔레센트릭 렌즈(210)와 제2 텔레센트릭 렌즈(220)는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 초점 거리(214)와 제2 초점 거리(224)는 다를 수 있다. 제1 텔레센트릭 렌즈(210) 및 제2 텔레센트릭 렌즈(220)는 단일 렌즈 또는 복합 렌즈를 포함할 수 있다. In one example, the first telecentric lens 210 and the second telecentric lens 220 may be substantially identical to each other. For example, the first focal length 214 and the second focal distance 224 may be substantially the same. In one example, the first telecentric lens 210 and the second telecentric lens 220 may be different from each other. For example, the first focal length 214 and the second focal distance 224 may be different. The first telecentric lens 210 and the second telecentric lens 220 may include a single lens or a composite lens.

일 예에서, 저차 회절 빔들(예를 들어, 0차 회절 빔, ±1차 회절 빔, ±2차 회절 빔, ±3차 회절 빔)이 홈 형성 공정에 선택적으로 이용될 수 있다. 다시 말해, 고차 회절 빔들(예를 들어, 4차 이상의 회절 빔들)은 홈 형성 공정에 이용되지 않을 수 있다. In one example, lower order diffraction beams (e.g., 0th order diffraction beam, ±1st order diffraction beam, ±2nd order diffraction beam, ±3rd order diffraction beam) may be selectively used in the groove forming process. In other words, higher order diffracted beams (eg, fourth or higher order diffracted beams) may not be used in the groove forming process.

일 예에서, 요구되지 않는 고차 회절 빔들에 해당하는 서브 레이저 빔들(SLB)이 홈 형성 공정에 이용되는 것을 방지하기 위해, 홈 형성 장치(10)는 고차 회절 빔들을 차단하는 제1 마스크(미도시) 및 제2 마스크(미도시) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. In one example, to prevent sub-laser beams (SLBs) corresponding to undesired high-order diffraction beams from being used in the groove forming process, the groove forming device 10 uses a first mask (not shown) to block the high-order diffraction beams. ) and a second mask (not shown) may be further included.

제1 마스크는 회절 광학 소자(140)와 제1 텔레센트릭 렌즈(210) 사이의 광 경로 상에 제공될 수 있다. 제1 마스크는 회절 광학 소자(140)에서 형성되는 서브 레이저 빔들(SLB) 중 홈 형성 공정에 이용되지 않는 고차 회절 빔들이 제1 텔레센트릭 렌즈(210)에 제공되는 것을 차단할 수 있다. 예를 들어, 제1 마스크는 조리개 일 수 있다.The first mask may be provided on the optical path between the diffractive optical element 140 and the first telecentric lens 210. The first mask may block high-order diffraction beams that are not used in the groove forming process among the sub laser beams (SLB) formed in the diffractive optical element 140 from being provided to the first telecentric lens 210. For example, the first mask may be an aperture.

제2 마스크는 제1 텔레센트릭 렌즈(210)와 제2 텔레센트릭 렌즈(220) 사이의 광 경로 상에 제공될 수 있다. 예를 들어, 제2 마스크는 제1 후방 초점 면(또는 제2 전방 초점 면)에 위치할 수 있다. 제2 마스크는 제1 텔레센트릭 렌즈(210)를 통과한 서브 레이저 빔들 중 홈 형성 공정에 이용되지 않는 고차 회절 빔들이 제2 텔레센트릭 렌즈(220)에 제공되는 것을 차단할 수 있다. 예를 들어, 제2 마스크는 공간 필터(spatial filter)일 수 있다. The second mask may be provided on the optical path between the first telecentric lens 210 and the second telecentric lens 220. For example, the second mask can be located at the first rear focal plane (or second front focal plane). The second mask may block high-order diffraction beams that are not used in the groove forming process among the sub-laser beams that have passed through the first telecentric lens 210 from being provided to the second telecentric lens 220. For example, the second mask may be a spatial filter.

제1 마스크와 제2 마스크가 동시에 제공되는 경우, 홈 형성 공정에 이용되지 않는 고차 회절 빔들을 99% 이상 차단할 수 있다.When the first mask and the second mask are provided simultaneously, more than 99% of high-order diffraction beams that are not used in the groove forming process can be blocked.

이하에서, 서브 레이저 빔들(SLB)을 이용하는 홈 형성 방법이 설명된다.Below, a groove forming method using sub laser beams (SLB) is described.

도 4는 예시적인 실시예에 따른 가공 대상에 조사되는 서브 레이저 빔들을 설명하기 위한 가공 대상의 평면도이다. FIG. 4 is a plan view of a processing object for illustrating sub-laser beams irradiated to the processing object according to an exemplary embodiment.

도 4를 참조하면, 가공 대상(300)에 7개의 서브 레이저 빔들(SLB)이 조사될 수 있다. 일 예에서, 서브 레이저 빔들(SLB)이 조사되는 동안 스테이지(400)가 가공 대상(300)을 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 스테이지(400)는 가공 대상(300)을 제1 방향(DR1)으로 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 가공 대상(300)에 홈(GR)이 형성될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 서브 레이저 빔들(SLB)의 개수는 필요에 따라 정해질 수 있다. 7개의 서브 레이저 빔들(SLB)은 0차, ±1차, ±2차, ±3차 회절 빔들일 수 있다. 예를 들어, 중앙의 서브 레이저 빔(SLB)은 0차 회절 빔이고, 중앙의 서브 레이저 빔(SLB)으로부터 제1 방향(DR1)을 따라 +1차 회절 빔, +2차 회절 빔, 및 +3차 회절 빔에 해당하는 서브 레이저 빔들(SLB)이 차례로 배열될 수 있으며, 중앙의 서브 레이저 빔(SLB)으로부터 제1 방향(DR1)에 반대되는 제2 방향(DR2)을 따라 -1차 회절 빔, -2차 회절 빔, 및 -3차 회절 빔에 해당하는 서브 레이저 빔들(SLB)이 차례로 배열될 수 있다. 일 예에서, 서브 레이저 빔들(SLB) 중 가장 바깥쪽에 위치하는 한 쌍의 서브 레이저 빔들(SLB)(즉, ±3차 회절 빔들) 사이의 거리(D_T)는 100 마이크로미터(㎛) 내지 4000 마이크로미터(㎛)일 수 있다. 서브 레이저 빔들(SLB)의 각각은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)과 교차하는 제3 방향(DR3)을 따라 연장할 수 있다. 예를 들어, 서브 레이저 빔들(SLB)의 제3 방향(DR3)을 따르는 길이(D_L)는 30 내지 200 마이크로미터(㎛)일 수 있다. 서브 레이저 빔들(SLB)의 폭(D_W)은 5 내지 20 마이크로미터(㎛)일 수 있다. 서브 레이저 빔들(SLB)의 폭(D_W)은 제1 방향(DR1) 또는 제2 방향(DR2)을 따르는 서브 레이저 빔들(SLB)의 크기일 수 있다. Referring to FIG. 4 , seven sub-laser beams (SLBs) may be irradiated to the processing target 300. In one example, the stage 400 may move the processing target 300 while the sub laser beams SLB are irradiated. For example, the stage 400 may move the processing object 300 in the first direction DR1. Accordingly, a groove GR may be formed in the processing object 300. As previously described, the number of sub laser beams (SLBs) can be determined as needed. The seven sub laser beams (SLB) may be 0th order, ±1st order, ±2nd order, and ±3rd order diffracted beams. For example, the central sub-laser beam (SLB) is a 0-order diffraction beam, and from the central sub-laser beam (SLB) along the first direction DR1, a +1-order diffraction beam, a +2-order diffraction beam, and + The sub laser beams (SLB) corresponding to the 3rd order diffraction beam may be sequentially arranged, and -1st order diffraction occurs from the central sub laser beam (SLB) along the second direction (DR2) opposite to the first direction (DR1). Sub laser beams (SLBs) corresponding to the beam, -2nd order diffraction beam, and -3rd order diffraction beam may be arranged in order. In one example, the distance (D _T ) between a pair of sub-laser beams (SLB) (i.e., ±3rd order diffraction beams) located at the outermost of the sub-laser beams (SLB) is 100 micrometers (㎛) to 4000. It may be a micrometer (㎛). Each of the sub laser beams SLB may extend along a third direction DR3 that intersects the first direction DR1 and the second direction DR2. For example, the length D _L of the sub laser beams SLB along the third direction DR3 may be 30 to 200 micrometers (㎛). The width (D _W ) of the sub laser beams (SLB) may be 5 to 20 micrometers (㎛). The width D _W of the sub laser beams SLB may be the size of the sub laser beams SLB along the first direction DR1 or the second direction DR2.

서브 레이저 빔들(SLB)은 실질적으로 동일한 간격(Db)으로 배열될 수 있다. 이하에서, 서브 레이저 빔들(SLB) 사이의 간격은 빔 간격(Db)으로 지칭될 수 있다. 빔 간격(Db)이 50 마이크로미터(㎛) 미만인 경우, 홈(GR)은 요구되는 형상을 갖지 못할 수 있다. 예를 들어, 서브 레이저 빔들(SLB)에 의한 잠열이 누적되어 홈(GR) 주변의 가공 대상(300)이 변형되는 HAZ(Heat Affected Zone)가 과도하게 발생할 수 있고, 이에 따라 홈(GR)의 바닥면이 불균일 또는 과도하게 가공되거나, 홈(GR)의 최하부 폭이 최상부 폭의 75 % 이하가 되어 테이퍼 비(taper ratio, steepness)가 낮을 수 있다. 또한, 서브 레이저 빔들(SLB)이 지나치게 짧은 간격으로 가공 대상(300)을 가공함에 따라 발생하는 분진이 홈(GR)의 상부 주변에 쌓일 수 있다. 즉, 홈(GR) 가공의 가공성이 낮아질 수 있다. The sub laser beams SLB may be arranged at substantially equal intervals Db. Hereinafter, the spacing between the sub laser beams (SLB) may be referred to as the beam spacing (Db). If the beam spacing Db is less than 50 micrometers (μm), the grooves GR may not have the required shape. For example, latent heat from the sub-laser beams (SLB) may accumulate and excessively generate a Heat Affected Zone (HAZ) in which the processing object 300 around the groove (GR) is deformed, thereby causing the groove (GR) to be deformed. The bottom surface may be uneven or excessively processed, or the lowest width of the groove (GR) may be less than 75% of the uppermost width, resulting in a low taper ratio (steepness). Additionally, as the sub laser beams SLB process the object 300 at excessively short intervals, dust generated may accumulate around the upper portion of the groove GR. In other words, the machinability of groove (GR) processing may be lowered.

본 개시의 홈 형성 장치(10, 11)는 50 마이크로미터(㎛) 이상의 빔 간격(Db)을 갖는 서브 레이저 빔들(SLB)로 홈(GR)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 빔 간격(Db)은 50 마이크로미터(㎛) 내지 1000 마이크로미터(㎛)일 수 있다. 서브 레이저 빔들(SLB) 사이의 빔 간격(Db)이 넓으므로, 빔 간격(Db)이 50 마이크로미터(㎛) 미만인 경우와 달리, 서브 레이저 빔들(SLB)에 의한 잠열의 누적이 감소되어, HAZ 발생이 최소화될 수 있다. 이에 따라, 홈(GR)의 바닥면이 과도하지 않고 균일하게 가공될 수 있고, 홈(GR)의 최하부 폭이 최상부 폭의 75 % 이상이 되어 테이퍼 비가 증가할 수 있다. The groove forming devices 10 and 11 of the present disclosure can form the groove GR using sub-laser beams SLB having a beam spacing Db of 50 micrometers (㎛) or more. For example, the beam spacing (Db) may be 50 micrometers (μm) to 1000 micrometers (μm). Since the beam spacing (Db) between the sub laser beams (SLB) is wide, unlike the case where the beam spacing (Db) is less than 50 micrometers (㎛), the accumulation of latent heat by the sub laser beams (SLB) is reduced, thereby reducing HAZ Occurrence can be minimized. Accordingly, the bottom surface of the groove GR can be processed uniformly without being excessive, and the width at the bottom of the groove GR can be 75% or more of the width at the top, thereby increasing the taper ratio.

가공 대상(300)이 열에 대한 반응성이 서로 다른 복수의 재질들을 포함하는 경우, 일 재질에 대해 요구되는 품질의 가공을 수행될 수 있는 빔 간격을 갖는 서브 레이저 빔들(SLB)로 다른 재질에 대해선 요구되는 품질의 가공이 수행되지 못 할 수 있다. 즉, 상기 다른 재질을 가공함에 따라 HAZ가 과도하게 발생하고, 홈(GR)의 측벽은 낮은 테이퍼 비를 갖고, 바닥부는 불균일하고 과도하게 가공될 수 있다. 본 개시의 홈 형성 장치(10)는 50 마이크로미터(㎛) 이상의 빔 간격(Db)을 갖는 서브 레이저 빔들(SLB)로 가공을 수행하므로, 열에 대한 반응성이 서로 다른 복수의 재질에 대해 요구되는 품질의 가공이 수행될 수 있다. 다시 말해, 본 개시의 홈 형성 장치(10)는 서로 다른 복수의 재질들에 대해 균질한 가공성을 가질 수 있다.When the processing object 300 includes a plurality of materials with different reactivity to heat, sub laser beams (SLBs) having a beam spacing that can perform processing of the quality required for one material are used to process the required quality for another material. Processing of the required quality may not be performed. That is, as the other materials are processed, HAZ may be excessively generated, the side wall of the groove GR may have a low taper ratio, and the bottom may be uneven and excessively processed. Since the groove forming device 10 of the present disclosure performs processing with sub-laser beams (SLB) having a beam spacing (Db) of 50 micrometers (㎛) or more, the quality required for a plurality of materials with different reactivity to heat is achieved. processing can be performed. In other words, the groove forming device 10 of the present disclosure can have homogeneous processability for a plurality of different materials.

도 5는 예시적인 실시예에 따른 가공 대상에 조사되는 서브 레이저 빔들을 설명하기 위한 가공 대상의 평면도이다. 설명의 간결함을 위해, 도 4를 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 설명되지 않을 수 있다.Figure 5 is a plan view of a processing object for explaining sub-laser beams irradiated to the processing object according to an exemplary embodiment. For brevity of explanation, content substantially the same as that described with reference to FIG. 4 may not be described.

도 5를 참조하면, 7개의 서브 레이저 빔들(SLB)이 제공될 수 있다. 빔 간격에 관한 것을 제외하면 서브 레이저 빔들(SLB)은 도 4를 참조하여 설명된 서브 레이저 빔(SLB)과 실질적으로 동일할 수 있다. Referring to FIG. 5, seven sub laser beams (SLBs) may be provided. Except for beam spacing, the sub laser beams SLB may be substantially the same as the sub laser beam SLB described with reference to FIG. 4 .

도 4를 참조하여 설명된 것과 달리, 서브 레이저 빔들(SLB)은 다른 간격으로 배열될 수 있다. 서브 레이저 빔들(SLB) 사이의 빔 간격들을 각각 +1 빔 간격(+Db1), +2 빔 간격(+Db2), +3 빔 간격(+Db3), -1 빔 간격(-Db1), -2 빔 간격(-Db2), 및 -3 빔 간격(-Db3)으로 지칭된다. ±1차, ±2차, ±3차 회절 빔들에 해당하는 서브 레이저 빔들(SLB)은 0차 회절 빔에 해당하는 중앙의 서브 레이저 빔(SLB)을 중심으로 대칭적으로 배치될 수 있다. +1 빔 간격(+Db1), +2 빔 간격(+Db2), 및 +3 빔 간격(+Db3)은 각각 -1 빔 간격(-Db1), -2 빔 간격(-Db2), 및 -3 빔 간격(-Db3)과 실질적으로 동일할 수 있다. +1 빔 간격(+Db1), +2 빔 간격(+Db2), 및 +3 빔 간격(+Db3)(또는 -1 빔 간격(-Db1), -2 빔 간격(-Db2), 및 -3 빔 간격(-Db3)) 중 적어도 둘은 다를 수 있다. +1 빔 간격(+Db1), +2 빔 간격(+Db2), +3 빔 간격(+Db3), -1 빔 간격(-Db1), -2 빔 간격(-Db2), 및 -3 빔 간격(-Db3)의 각각은 50 마이크로미터(㎛) 이상일 수 있다. 예를 들어, +1 빔 간격(+Db1), +2 빔 간격(+Db2), +3 빔 간격(+Db3), -1 빔 간격(-Db1), -2 빔 간격(-Db2), 및 -3 빔 간격(-Db3)의 각각은 50 마이크로미터(㎛) 내지 1000 마이크로미터(㎛)일 수 있다. +1 빔 간격(+Db1), +2 빔 간격(+Db2), 및 +3 빔 간격(+Db3)(또는 -1 빔 간격(-Db1), -2 빔 간격(-Db2), 및 -3 빔 간격(-Db3))은 필요에 따라 결정될 수 있다. Unlike what is described with reference to FIG. 4, the sub laser beams (SLBs) may be arranged at different intervals. The beam spacing between the sub laser beams (SLB) is +1 beam spacing (+Db1), +2 beam spacing (+Db2), +3 beam spacing (+Db3), -1 beam spacing (-Db1), and -2 beam spacing, respectively. They are referred to as beam spacing (-Db2), and -3 beam spacing (-Db3). The sub laser beams (SLB) corresponding to the ±1st order, ±2nd order, and ±3rd order diffraction beams may be symmetrically arranged around the central sub laser beam (SLB) corresponding to the 0th order diffraction beam. +1 beam spacing (+Db1), +2 beam spacing (+Db2), and +3 beam spacing (+Db3) are -1 beam spacing (-Db1), -2 beam spacing (-Db2), and -3 beam spacing, respectively. It may be substantially equal to the beam spacing (-Db3). +1 beam spacing (+Db1), +2 beam spacing (+Db2), and +3 beam spacing (+Db3) (or -1 beam spacing (-Db1), -2 beam spacing (-Db2), and -3 At least two of the beam spacing (-Db3) may be different. +1 beam spacing (+Db1), +2 beam spacing (+Db2), +3 beam spacing (+Db3), -1 beam spacing (-Db1), -2 beam spacing (-Db2), and -3 beam spacing. Each of (-Db3) may be 50 micrometers (㎛) or more. For example, +1 beam spacing (+Db1), +2 beam spacing (+Db2), +3 beam spacing (+Db3), -1 beam spacing (-Db1), -2 beam spacing (-Db2), and Each of the -3 beam spacings (-Db3) may be between 50 micrometers (μm) and 1000 micrometers (μm). +1 beam spacing (+Db1), +2 beam spacing (+Db2), and +3 beam spacing (+Db3) (or -1 beam spacing (-Db1), -2 beam spacing (-Db2), and -3 Beam spacing (-Db3)) can be determined as needed.

본 개시의 홈 형성 장치(10, 11)는 50 마이크로미터(㎛) 이상의 값을 갖는 +1 빔 간격(+Db1), +2 빔 간격(+Db2), +3 빔 간격(+Db3), -1 빔 간격(-Db1), -2 빔 간격(-Db2), 및 -3 빔 간격(-Db3)을 갖는 서브 레이저 빔들(SLB)로 홈(GR)을 형성하므로, 먼저 가공을 수행한 서브 레이저 빔(SLB)에 의한 잠열은 바로 다음 서브 레이저 빔(SLB)이 가공을 수행할 때 충분히 작아질 수 있다. 이에 따라, 본 개시의 홈 형성 장치(10, 11)는 요구되는 형상(예를 들어, HAZ 발생이 최소화되고, 바닥면이 과도하지 않고 균일하게 가공되고, 홈(GR)의 최하부 폭이 최상부 폭의 75 % 이상인 형상)을 갖는 홈(GR)을 형성할 수 있다.The groove forming devices 10 and 11 of the present disclosure have +1 beam spacing (+Db1), +2 beam spacing (+Db2), +3 beam spacing (+Db3) having values of 50 micrometers (μm) or more, - Since the groove (GR) is formed with sub laser beams (SLB) having 1 beam spacing (-Db1), -2 beam spacing (-Db2), and -3 beam spacing (-Db3), the sub laser that performs processing first The latent heat generated by the beam (SLB) can be sufficiently small when the very next sub laser beam (SLB) performs processing. Accordingly, the groove forming devices 10 and 11 of the present disclosure have the required shape (e.g., the occurrence of HAZ is minimized, the bottom surface is processed uniformly without being excessive, and the lowest width of the groove GR is the uppermost width). A groove (GR) having a shape that is more than 75% of can be formed.

일 예에서, 홈(GR)은 가공 대상(300)을 커팅하기 위해 형성될 수 있다. 홈(GR)의 측면은 수직에 가까울수록 이상적이며, 홈(GR)의 상부 폭과 하부 폭의 차가 커질수록 홈(GR)의 측면이 완만한 경사를 가진다. 레이저를 이용한 홈 형성(Grooving 가공) 후 홈(GR)을 따라 블레이드로 가공 대상물을 커팅하는데, 홈(GR)의 측면 기울기가 완만할수록 회전하는 블레이드가 홈의 하부까지 삽입되는 도중 홈의 측벽에 닿아 크랙이 발생할 가능성이 높다. 따라서, 홈(GR)은 홈(GR)의 상부 폭 대비 하부 폭이 75% 이상이 되도록 가공될 수 있다. 또는, 홈(GR)의 깊이를 고려하여 홈(GR)의 양 측벽의 기울기의 평균이 2 이상이 되도록 가공할 수 있다. 양 측벽의 기울기의 평균은 '홈의 깊이/(홈의 상부 폭-홈의 하부 폭)/2'인 것으로 할 수 있다. In one example, the groove GR may be formed to cut the processing target 300. The closer the side of the groove GR is to being vertical, the more ideal it is. As the difference between the upper and lower widths of the groove GR increases, the side of the groove GR has a gentle slope. After groove formation (grooving) using a laser, the processing object is cut with a blade along the groove (GR). As the side slope of the groove (GR) becomes gentler, the rotating blade touches the side wall of the groove while being inserted to the bottom of the groove. There is a high possibility of cracks occurring. Accordingly, the groove GR may be processed so that the lower width of the groove GR is 75% or more compared to the upper width of the groove GR. Alternatively, considering the depth of the groove GR, it can be processed so that the average slope of both side walls of the groove GR is 2 or more. The average of the slopes of both side walls can be 'depth of groove/(width of top of groove - width of bottom of groove)/2'.

본 개시의 홈 형성 장치(10, 11)에 의해 형성된 홈(GR)을 이용한 가공 대상(300)의 커팅 공정이 수행되었다. 본 실험에 사용된 블레이드는 폭이 30㎛이며, 블레이드의 가공 공차 ±5㎛를 감안하여 홈(GR)의 하부 폭은 40㎛, 상부 폭은 52㎛ 이하인 것을 규격으로 하였다. 그리고, 실험에 사용된 각 빔의 에너지는 5W였다.A cutting process of the processing object 300 using the grooves GR formed by the groove forming devices 10 and 11 of the present disclosure was performed. The blade used in this experiment had a width of 30㎛, and considering the processing tolerance of the blade ±5㎛, the lower width of the groove (GR) was set to be 40㎛ and the upper width to be 52㎛ or less. And, the energy of each beam used in the experiment was 5W.

비금속 패턴 웨이퍼의 가공에서 빔 간격(Db, +Db1, +Db2, +Db3, -Db1, -Db2, -Db3)이 50㎛ 이상인 경우 홈(GR)의 상부 폭과 하부 폭의 차가 12㎛ 이하이며, 빔 간격(Db, +Db1, +Db2, +Db3, -Db1, -Db2, -Db3)이 40㎛ 이상인 경우 양 측벽의 기울기 평균이 2 이상이다.In the processing of non-metallic patterned wafers, when the beam spacing (Db, +Db1, +Db2, +Db3, -Db1, -Db2, -Db3) is 50㎛ or more, the difference between the upper and lower widths of the groove (GR) is 12㎛ or less. , when the beam spacing (Db, +Db1, +Db2, +Db3, -Db1, -Db2, -Db3) is more than 40㎛, the average slope of both side walls is more than 2.

또한, 금속 패턴 웨이퍼의 가공에서 빔 간격(Db, +Db1, +Db2, +Db3, -Db1, -Db2, -Db3)이 40㎛ 이상인 경우 홈(GR)의 상부 폭과 하부 폭의 차가 12㎛ 이하이며, 빔 간격(Db, +Db1, +Db2, +Db3, -Db1, -Db2, -Db3)이 20㎛ 이상인 경우 양 측벽의 기울기 평균이 2 이상이다.In addition, in the processing of metal pattern wafers, when the beam spacing (Db, +Db1, +Db2, +Db3, -Db1, -Db2, -Db3) is 40㎛ or more, the difference between the upper and lower widths of the groove (GR) is 12㎛. or less, and when the beam spacing (Db, +Db1, +Db2, +Db3, -Db1, -Db2, -Db3) is more than 20㎛, the average slope of both side walls is more than 2.

즉, 빔 간격(Db, +Db1, +Db2, +Db3, -Db1, -Db2, -Db3)이 50㎛ 이상인 경우 비금속 패턴 웨이퍼와 금속 패턴 웨이퍼의 가공에서 모두 홈(GR)의 상부 폭 대비 하부 폭의 비율과 양 측벽의 기울기 평균 값을 만족할 수 있다.That is, when the beam spacing (Db, +Db1, +Db2, +Db3, -Db1, -Db2, -Db3) is 50㎛ or more, the lower part compared to the upper width of the groove (GR) in both non-metallic pattern wafer and metal pattern wafer processing. The ratio of the width and the average value of the slope of both side walls can be satisfied.

한편, HAZ는 가공 대상물의 강도를 저하시키는 동시에, HAZ의 양이 많아지고 HAZ의 높이가 높아지면 홈(GR)의 상부 폭과 하부 폭의 차가 커지게 된다. 따라서, HAZ의 높이는 낮을수록 좋다. 실험 결과 빔 간격(Db, +Db1, +Db2, +Db3, -Db1, -Db2, -Db3)이 넓어질수록 HAZ의 높이가 낮아지는 것을 확인하였다. 즉, 빔 간격(Db, +Db1, +Db2, +Db3, -Db1, -Db2, -Db3)이 넓을수록 HAZ 발생 방지에 있어서 유리할 수 있다. 다만, 빔 간격(Db, +Db1, +Db2, +Db3, -Db1, -Db2, -Db3)이 40㎛보다 좁으면 HAZ의 너비 급격히 증가하였다. 또한, 금속 패턴 웨이퍼에서도 빔 간격(Db, +Db1, +Db2, +Db3, -Db1, -Db2, -Db3)이 40㎛보다 큰 경우 HAZ의 높이가 감소하지만, 비금속 패턴 웨이퍼에서는 빔 간격(Db, +Db1, +Db2, +Db3, -Db1, -Db2, -Db3)이 40㎛보다 큰 경우 HAZ의 높이가 급격히 감소했다. 따라서, 빔 간격(Db, +Db1, +Db2, +Db3, -Db1, -Db2, -Db3)이 40㎛ 이상인 경우 비금속 패턴 웨이퍼와 금속 패턴 웨이퍼에서 모두 HAZ의 높이와 너비에 있어서 유리한 가공 결과를 얻을 수 있다.Meanwhile, the HAZ reduces the strength of the object to be processed, and at the same time, as the amount of the HAZ increases and the height of the HAZ increases, the difference between the upper and lower widths of the groove GR increases. Therefore, the lower the height of the HAZ, the better. As a result of the experiment, it was confirmed that as the beam spacing (Db, +Db1, +Db2, +Db3, -Db1, -Db2, -Db3) becomes wider, the height of the HAZ decreases. In other words, the wider the beam spacing (Db, +Db1, +Db2, +Db3, -Db1, -Db2, -Db3), the more advantageous it can be in preventing the occurrence of HAZ. However, when the beam spacing (Db, +Db1, +Db2, +Db3, -Db1, -Db2, -Db3) was narrower than 40㎛, the width of the HAZ rapidly increased. In addition, in metal pattern wafers, the height of the HAZ decreases when the beam spacing (Db, +Db1, +Db2, +Db3, -Db1, -Db2, -Db3) is greater than 40㎛, but in non-metallic pattern wafers, the beam spacing (Db) , +Db1, +Db2, +Db3, -Db1, -Db2, -Db3) was greater than 40㎛, the height of the HAZ decreased sharply. Therefore, when the beam spacing (Db, +Db1, +Db2, +Db3, -Db1, -Db2, -Db3) is 40㎛ or more, favorable processing results are obtained in terms of the height and width of the HAZ in both non-metallic pattern wafers and metal pattern wafers. You can get it.

도 6은 예시적인 실시예에 따른 서브 레이저 빔들의 상대적인 세기를 나타내는 그래프이다.FIG. 6 is a graph showing the relative intensity of sub-laser beams according to an exemplary embodiment.

도 6을 참조하면, 서브 레이저 빔들(SLB)은 실질적으로 동일한 세기를 가질 수 있다. 도 4 및 도 5에 도시된 0차, ±1차, ±2차, ±3차 회절 빔들에 해당하는 서브 레이저 빔들(SLB)은 각각 0, ±1, ±2, ±3으로 표시되었다. 서브 레이저 빔들(SLB)의 절대적인 세기는 필요에 따라 정해질 수 있다. 예를 들어, 서브 레이저 빔들(SLB)의 절대적인 세기는 가공 대상(300)의 종류 및/또는 서브 레이저 빔들(SLB) 사이의 빔 간격들에 따라 결정될 수 있다.Referring to FIG. 6, the sub laser beams SLB may have substantially the same intensity. Sub-laser beams (SLBs) corresponding to the 0th, ±1st, ±2nd, and ±3rd diffracted beams shown in FIGS. 4 and 5 are indicated as 0, ±1, ±2, and ±3, respectively. The absolute intensity of the sub-laser beams (SLB) can be determined as needed. For example, the absolute intensity of the sub laser beams SLB may be determined depending on the type of the processing object 300 and/or the beam spacing between the sub laser beams SLB.

본 개시의 홈 형성 장치(10, 11)는 50 마이크로미터(㎛) 이상의 빔 간격(Db)을 갖는 서브 레이저 빔들(SLB)로 홈(GR)을 형성하므로, 요구되는 형상(예를 들어, HAZ 발생이 최소화되고, 바닥면이 과도하지 않고 균일하게 가공되고, 홈의 최하부 폭이 최상부 폭의 75 % 이상인 형상)을 갖는 홈(GR)이 형성될 수 있다.The groove forming devices 10 and 11 of the present disclosure form grooves GR with sub-laser beams SLB having a beam spacing Db of 50 micrometers (㎛) or more, so that the grooves GR are formed into the required shape (e.g., HAZ A groove (GR) can be formed having a shape in which the occurrence is minimized, the bottom surface is processed uniformly without being excessive, and the lowest width of the groove is 75% or more of the uppermost width.

도 7은 예시적인 실시예에 따른 서브 레이저 빔들의 상대적인 세기를 나타내는 그래프이다.7 is a graph showing the relative intensity of sub-laser beams according to an example embodiment.

도 7을 참조하면, 서브 레이저 빔들(SLB)은 서로 다른 세기를 가질 수 있다. 도 4 및 도 5에 도시된 0차, ±1차, ±2차, ±3차 회절 빔들에 해당하는 서브 레이저 빔들(SLB)은 각각 0, ±1, ±2, ±3으로 표시되었다. 0차 및 ±2차 회절 빔들에 해당하는 서브 레이저 빔들(SLB)의 세기는 ±1차 및 ±3차 회절 빔들에 해당하는 서브 레이저 빔들(SLB)의 세기의 절반일 수 있다. 다만, 서브 레이저 빔들(SLB)의 상대적인 세기는 도시된 것에 한정되지 않으며, 필요에 따라 정해질 수 있다. 서브 레이저 빔들(SLB)의 절대적인 세기는 필요에 따라 정해질 수 있다. 예를 들어, 서브 레이저 빔들(SLB)의 절대적인 세기는 가공 대상(300)의 종류 및/또는 서브 레이저 빔들(SLB) 사이의 빔 간격들에 따라 결정될 수 있다.Referring to FIG. 7, sub laser beams (SLB) may have different intensities. Sub-laser beams (SLBs) corresponding to the 0th, ±1st, ±2nd, and ±3rd diffracted beams shown in FIGS. 4 and 5 are indicated as 0, ±1, ±2, and ±3, respectively. The intensity of the sub laser beams (SLB) corresponding to the 0th order and ±2nd order diffraction beams may be half of the intensity of the sub laser beams (SLB) corresponding to the ±1st order and ±3rd order diffraction beams. However, the relative intensity of the sub laser beams SLB is not limited to what is shown and may be determined as needed. The absolute intensity of the sub-laser beams (SLB) can be determined as needed. For example, the absolute intensity of the sub laser beams SLB may be determined depending on the type of the processing object 300 and/or the beam spacing between the sub laser beams SLB.

본 개시의 홈 형성 장치(10, 11)는 50 마이크로미터(㎛) 이상의 빔 간격(Db)을 갖는 서브 레이저 빔들(SLB)로 홈(GR)을 형성하므로, 요구되는 형상(예를 들어, HAZ 발생이 최소화되고, 바닥면이 과도하지 않고 균일하게 가공되고, 홈의 최하부의 폭이 최상부의 폭의 75 % 이상인 형상)을 갖는 홈(GR)이 형성될 수 있다.The groove forming devices 10 and 11 of the present disclosure form grooves GR with sub-laser beams SLB having a beam spacing Db of 50 micrometers (㎛) or more, thereby forming the grooves GR into the required shape (e.g., HAZ A groove (GR) can be formed having a shape in which the occurrence is minimized, the bottom surface is processed uniformly without being excessive, and the width of the lowest part of the groove is 75% or more of the width of the uppermost part of the groove.

다만, 상기와 같이, 빔 간격(Db, +Db1, +Db2, +Db3, -Db1, -Db2, -Db3)을 조정하는 것만으로는, HAZ의 크기를 줄이는 데 한계가 있었으며, 홈의 테이퍼 비(Taper Ratio) 개선에 한계가 있었다. 또한, 홈 가공 과정에서 홈의 하부면의 불균일한 가공이 나타날 수 있으며, 이를 극복하기 위해 에너지를 과투입하게 될 경우 홈의 과도한 가공이 나타날 수 있었다.However, as described above, there was a limit to reducing the size of the HAZ just by adjusting the beam spacing (Db, +Db1, +Db2, +Db3, -Db1, -Db2, -Db3), and the taper ratio of the groove was limited. There were limits to (Taper Ratio) improvement. Additionally, during the groove machining process, uneven machining of the lower surface of the groove may occur, and if excessive energy is invested to overcome this, excessive machining of the groove may occur.

이러한 점을 고려하여, 본 개시에 따른 홈 형성 장치(10, 11)에서는, 회절 광학 소자(140) 및 포커싱 렌즈 유닛(150)에 의해 형성된 서브 레이저 빔(SLB)의 가공 높이를 조정한 구조를 제공한다.Taking this into consideration, the groove forming devices 10 and 11 according to the present disclosure have a structure in which the processing height of the sub laser beam (SLB) formed by the diffractive optical element 140 and the focusing lens unit 150 is adjusted. to provide.

도 8은 실시예에 따른 포커싱 렌즈 유닛(150)을 통과한 서브 레이저 빔(SLB)의 광 경로를 나타낸 도면이다. FIG. 8 is a diagram showing the optical path of the sub laser beam (SLB) that passed through the focusing lens unit 150 according to an embodiment.

도 8을 참조하면, 포커싱 렌즈 유닛(150)을 통과한 서브 레이저 빔(SLB)은 초점이 형성된 초점면(z0)를 기준으로 +z축 구간에서는 수렴하며, 초점면을 기준으로 -z축 구간에서서는 발산할 수 있다. 포커싱 렌즈 유닛(150)을 통과한 서브 레이저 빔(SLB)은 플랫 탑 형태의 레이저 빔을 형성할 수 있다. +z축 구간에 형성된 빔 이미지를 포지티브 이미지 면(PIS)으로 정의할 수 있으며, -z축 구간에 형성된 빔 이미지를 네거티브 이미지 면(NIS)이라 정의할 수 있다. 포지티브 이미지 면(PIS)은 포커싱 렌즈 유닛(150)으로부터 초점 거리(f)보다 가까운 위치에 있으며, 네거티브 이미지 면(NIS)은 포커싱 렌즈 유닛(150)으로부터 초점 거리(f)보다 먼 위치에 있다. Referring to FIG. 8, the sub laser beam (SLB) passing through the focusing lens unit 150 converges in the +z-axis section based on the focal plane (z0) where the focus is formed, and in the -z-axis section based on the focal plane. It can radiate from . The sub laser beam (SLB) that passes through the focusing lens unit 150 may form a flat top-shaped laser beam. The beam image formed in the +z-axis section can be defined as the positive image surface (PIS), and the beam image formed in the -z-axis section can be defined as the negative image surface (NIS). The positive image surface (PIS) is located closer to the focusing lens unit 150 than the focal distance f, and the negative image surface NIS is located further from the focusing lens unit 150 than the focal distance f.

실시예에 따른 회절 광학 소자(140) 및 포커싱 렌즈 유닛(150)은 초점 거리보다 먼 위치의 네거티브 이미지 면(NIS)을 가지도록 구성될 수 있다. The diffractive optical element 140 and the focusing lens unit 150 according to the embodiment may be configured to have a negative image surface (NIS) located further than the focal distance.

회절 광학 소자(140)는 네거티브 이미지 면(NIS)에 플랫 탑 형태의 서브 레이저 빔(SLB)이 형성되도록 구성될 수 있다. 홈(GR) 가공시에 네거티브 이미지 면(NIS)의 서브 레이저 빔(SLB)을 이용하기 위한 회절 광학 소자(140)의 표면 형상은 홈(GR) 가공시에 포지티브 이미지 면(PIS)의 서브 레이저 빔(SLB)을 이용하기 위한 회절 광학 소자(140)의 표면 형상과 달라질 수 있다.The diffractive optical element 140 may be configured to form a flat top-shaped sub laser beam (SLB) on the negative image surface (NIS). The surface shape of the diffractive optical element 140 for using the sub-laser beam (SLB) of the negative image surface (NIS) during groove (GR) processing is that of the sub-laser beam (SLB) of the positive image surface (PIS) when processing the groove (GR). The surface shape of the diffractive optical element 140 for using the beam (SLB) may be different.

포커싱 렌즈 유닛(150)은 표면 형상이 달라진 회절 광학 소자(140)로부터 출사된 네거티브 이미지 면(NIS)의 서브 레이저 빔(SLB)이 가공 대상(300)에 위치하도록 집광하도록 구성될 수 있다.The focusing lens unit 150 may be configured to focus the sub laser beam (SLB) of the negative image surface (NIS) emitted from the diffractive optical element 140 with a different surface shape so that it is located on the processing target 300.

포커싱 렌즈 유닛(150)에 입사된 서브 레이저 빔(SLB)의 광폭은 BW, 집속된　서브 레이저 빔(SLB)의 스폿의 최소 반지름은 W₀, 포커싱 렌즈 유닛(150)의　초점 거리를 f라고 하였을 때, 집속된　서브 레이저 빔(SLB)의　스폿의 반지름이 W₀인 두 지점 사이의 거리를　초점심도(DOF, Depth of Focus)라 한다.　 초점심도 내의　서브 레이저 빔(SLB)인　초점　스폿 내에 가공 대상(300)이 위치해야만 충분한 에너지로 가공이 진행될 수 있다. 초점　스폿을 벗어나게 되면　서브 레이저 빔(SLB)의 에너지량이 현저하게 하락하기 때문에 가공 대상(300)이 불완전하게 가공되거나 가공 품질이 불량하게 될 수 있다.The wide width of the sub laser beam (SLB) incident on the focusing lens unit 150 is BW, the minimum radius of the spot of the focused sub laser beam (SLB) is W ₀ , and the focal length of the focusing lens unit 150 is f. When the radius of the spot of the focused sub-laser beam (SLB) is The distance between two points at W ₀ is called Depth of Focus (DOF). Processing can proceed with sufficient energy only when the processing target 300 is located within the focal spot, which is a sub-laser beam (SLB) within the depth of focus. If it deviates from the focus spot, the energy amount of the sub laser beam (SLB) decreases significantly, so the processing object 300 may be incompletely processed or the processing quality may be poor.

실시예에 따른 홈 형성 장치(10, 11)는 초점심도 내의 서브 레이저 빔(SLB)에서 네거티브 이미지 면(NIS)이 가공 대상(300)의 표면에 위치하도록 포커싱 렌즈 유닛(150)이 배치된 상태에서, 가공 대상(300)에 플랫 탑 형태의 서브 레이저 빔(SLB)을 조사함으로써, 가공 대상(300)에 홈(GR)을 형성할 수 있다. In the groove forming devices 10 and 11 according to the embodiment, the focusing lens unit 150 is arranged so that the negative image surface (NIS) is located on the surface of the processing object 300 in the sub laser beam (SLB) within the depth of focus. In , a groove GR may be formed in the processing target 300 by irradiating the flat top-shaped sub laser beam (SLB) to the processing target 300 .

홈 형성 장치(10, 11)는 포지티브 이미지 면(PIS)이 아닌 네거티브 이미지 면(NIS)이 가공 대상(300)의 표면에 위치하도록 포커싱 렌즈 유닛(150)을 배치함으로써, 서브 레이저 빔(SLB)의 빔 세기 분포의 균일도가 커질 수 있다. The groove forming devices 10 and 11 arrange the focusing lens unit 150 so that the negative image surface (NIS) rather than the positive image surface (PIS) is located on the surface of the processing object 300, thereby generating the sub laser beam (SLB). The uniformity of the beam intensity distribution can be increased.

도 9는 실시예에 따른 홈 형성 장치(10, 11)에서 가공 대상(300)과 포커싱 렌즈 유닛(150)의 위치 관계를 설명하기 위한 개념도이다. 도 10은 비교예에 따른 홈 형성 장치(10, 11)에서 가공 대상(300)과 포커싱 렌즈 유닛(150)의 위치 관계를 설명하기 위한 개념도이다. 도 11은 도 9에 따른 포커싱 렌즈 유닛(150)에 의해 가공 대상(300)에 조사된 서브 레이저 빔(SLB)의 빔 프로파일을 설명하기 위한 그래프이며, 도 12은 도 10에 따른 포커싱 렌즈 유닛(150)에 의해 가공 대상(300)에 조사된 서브 레이저 빔(SLB)의 빔 프로파일을 설명하기 위한 그래프이다. 도 13은 도 11의 서브 레이저 빔(SLB)의 폭 방향 프로파일을 확대한 도면이며, 도 14은 도 12의 서브 레이저 빔(SLB)의 폭 방향 프로파일을 확대한 도면이다. 설명의 간결함을 위해 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 것 및 도 3을 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 설명되지 않을 수 있다.FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining the positional relationship between the processing object 300 and the focusing lens unit 150 in the groove forming devices 10 and 11 according to the embodiment. Figure 10 is a conceptual diagram for explaining the positional relationship between the processing object 300 and the focusing lens unit 150 in the groove forming devices 10 and 11 according to the comparative example. FIG. 11 is a graph for explaining the beam profile of the sub-laser beam (SLB) irradiated to the processing object 300 by the focusing lens unit 150 according to FIG. 9, and FIG. 12 is a graph showing the focusing lens unit according to FIG. 10 ( This is a graph for explaining the beam profile of the sub laser beam (SLB) irradiated to the processing object 300 by 150). FIG. 13 is an enlarged view of the width direction profile of the sub laser beam (SLB) of FIG. 11, and FIG. 14 is an enlarged view of the width direction profile of the sub laser beam (SLB) of FIG. 12. For brevity of explanation, content that is substantially the same as that described with reference to FIGS. 1 and 2 and with reference to FIG. 3 may not be described.

도 9를 참조하면, 실시예에 따른 홈 형성 장치(10, 11)에서는, 포커싱 렌즈 유닛(150)이 네거티브 이미지 면(NIS)이 가공 대상(300)의 표면에 위치하도록 배치된 상태에서, 가공 대상(300)에 서브 레이저 빔(SLB)이 조사되어 홈(GR)이 형성될 수 있다. 반면, 도 10을 참조하면, 비교예에 따른 홈 형성 장치(10, 11)에서는, 포커싱 렌즈 유닛(150)이 포지티브 이미지 면(PIS)이 가공 대상(300)의 표면에 위치하도록 배치된 상태에서, 가공 대상(300)에 서브 레이저 빔(SLB)이 조사되어 홈(GR1)이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 9, in the groove forming devices 10 and 11 according to the embodiment, the focusing lens unit 150 is positioned so that the negative image surface (NIS) is located on the surface of the processing object 300, and processing is performed. The sub laser beam (SLB) may be irradiated to the target 300 to form a groove (GR). On the other hand, referring to FIG. 10, in the groove forming devices 10 and 11 according to the comparative example, the focusing lens unit 150 is arranged so that the positive image surface (PIS) is located on the surface of the processing object 300. , the sub laser beam (SLB) may be irradiated to the processing target 300 to form a groove (GR1).

실시예에 따른 홈 형성 장치(10, 11)는 가공 대상(300)에 홈(GR)을 형성하기 위하여, 빔 세기 분포가 보다 균일한 네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)을 이용함으로써, 홈(GR) 형성 과정에서 나타날 수 있는 HAZ를 줄이고, 홈(GR)의 형태를 보다 균일한 가공을 수행할 수 있다.The groove forming devices 10 and 11 according to the embodiment use a sub laser beam (SLB) on the negative image surface (NIS) with a more uniform beam intensity distribution in order to form a groove (GR) in the processing object 300. By using it, HAZ that may appear during the groove (GR) formation process can be reduced, and the shape of the groove (GR) can be processed more uniformly.

이하에서는, 네거티브 이미지 면(NIS)의 서브 레이저 빔(SLB)의 빔 프로파일과 포지티브 이미지 면(PIS)의 서브 레이저 빔(SLB)의 빔 프로파일의 차이를 중심으로 설명한다.Hereinafter, the description will focus on the difference between the beam profile of the sub-laser beam (SLB) of the negative image surface (NIS) and the beam profile of the sub-laser beam (SLB) of the positive image surface (PIS).

도 11 내지 도 14를 참조하면, 네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 빔 세기 분포(도 11 및 도 13 참조)는 포지티브 이미지 면(PIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 빔 세기 분포(도 12 및 도 14 참조)보다 균일도가 크게 나타난다.11 to 14, the beam intensity distribution of the sub laser beam (SLB) in the negative image plane (NIS) (see FIGS. 11 and 13) is the sub laser beam (SLB) in the positive image plane (PIS). Uniformity appears greater than the beam intensity distribution (see FIGS. 12 and 14).

네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 최대 강도와 최소 강도의 차이는 포지티브 이미지 면(PIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 최대 강도와 최소 강도의 차이보다 작을 수 있다. 예를 들어, 도 13을 참조하면, 네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 최대 강도는 0.93으로 나타나며, 최소 강도는 0.83로 나타난다. 그에 따라, 네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 최대 강도와 최소 강도의 차이는 0.1 임을 알 수 있다. 반면, 도 14를 참조하면, 포지티브 이미지 면(PIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 최대 강도는 1.0로 나타나며, 최소 강도인 0.85로 나타나며, 그에 따라 최대 강도와 최소 강도의 차이는 0.15임을 알 수 있으며, 이는 네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 최대 강도와 최소 강도의 차이인 0.1보다 크다. 즉, 네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 최대 강도와 최소 강도의 차이가 포지티브 이미지 면(PIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 최대 강도와 최소 강도의 차이보다 작다는 점을 알 수 있다.The difference between the maximum intensity and minimum intensity of the sub-laser beam (SLB) in the negative image plane (NIS) may be smaller than the difference between the maximum intensity and minimum intensity of the sub-laser beam (SLB) in the positive image plane (PIS). For example, referring to FIG. 13, the maximum intensity of the sub-laser beam (SLB) at the negative image plane (NIS) appears as 0.93, and the minimum intensity appears as 0.83. Accordingly, it can be seen that the difference between the maximum intensity and minimum intensity of the sub laser beam (SLB) in the negative image plane (NIS) is 0.1. On the other hand, referring to FIG. 14, the maximum intensity of the sub laser beam (SLB) in the positive image plane (PIS) appears as 1.0, and the minimum intensity appears as 0.85, and the difference between the maximum intensity and minimum intensity is 0.15. This is greater than 0.1, which is the difference between the maximum and minimum intensity of the sub-laser beam (SLB) at the negative image plane (NIS). That is, the difference between the maximum intensity and minimum intensity of the sub-laser beam (SLB) in the negative image plane (NIS) is smaller than the difference between the maximum intensity and minimum intensity of the sub-laser beam (SLB) in the positive image plane (PIS). You can see the point.

또한, 네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 최대 강도에 대한 최대 강도와 최소 강도의 차이의 비율은 포지티브 이미지 면(PIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 최대 강도에 대한 최대 강도와 최소 강도의 차이의 비율보다 작을 수 있다. 예를 들어, 도 13 및 도 14를 참조하면, 네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 최대 강도(0.93)에 대한 최대 강도와 최소 강도의 차이(0.1)의 비율이 10.7% 임을 알 수 있으며, 이는 포지티브 이미지 면(PIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 최대 강도(1.0)에 대한 최대 강도와 최소 강도의 차이(0.15)의 비율인 15%보다 작다. 네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 최대 강도에 대한 최대 강도와 최소 강도의 차이의 비율은 포지티브 이미지 면(PIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 최대 강도에 대한 최대 강도와 최소 강도의 차이의 비율의 0.8배보다 작을 수 있다.Additionally, the ratio of the difference between the maximum intensity and minimum intensity to the maximum intensity of the sub-laser beam (SLB) in the negative image plane (NIS) is the ratio of the difference between the maximum intensity of the sub-laser beam (SLB) in the positive image plane (PIS). It may be less than the ratio of the difference between the maximum intensity and the minimum intensity. For example, referring to Figures 13 and 14, the ratio of the difference (0.1) between the maximum intensity and minimum intensity to the maximum intensity (0.93) of the sub-laser beam (SLB) at the negative image plane (NIS) is 10.7%. It can be seen that this is less than 15%, which is the ratio of the difference (0.15) between the maximum intensity and minimum intensity to the maximum intensity (1.0) of the sub-laser beam (SLB) in the positive image plane (PIS). The ratio of the difference between the maximum intensity and the minimum intensity to the maximum intensity of the sub-laser beam (SLB) in the negative image plane (NIS) is the maximum intensity to the maximum intensity of the sub-laser beam (SLB) in the positive image plane (PIS). It may be less than 0.8 times the ratio of the difference between and the minimum intensity.

다시 도 13 및 도 14를 참조하면, 플랫 탑 형태의 상기 레이저 빔을 폭 방향으로 3등분 하여 중심 부분(CP)과 양 단부(EP1, EP2)로 구분할 때, 네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 빔 세기 분포는 중심 부분(CP) 및 양 단부(EP1, EP2) 모두 포지티브 이미지 면(PIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 빔 세기 분포보다 균일하다.Referring again to FIGS. 13 and 14 , when the flat top-shaped laser beam is divided into three parts in the width direction and divided into a center part (CP) and both ends (EP1, EP2), the sub at the negative image surface (NIS) The beam intensity distribution of the laser beam (SLB) is more uniform than the beam intensity distribution of the sub laser beam (SLB) in the positive image plane (PIS) at both the center portion (CP) and both ends (EP1 and EP2).

네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 중심 부분(CP)의 최대 강도와 최소 강도의 차이는 포지티브 이미지 면(PIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 중심 부분(CP)의 최대 강도와 최소 강도의 차이보다 작을 수 있다. 예를 들어, 네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 중심 부분(CP)의 최대 강도와 최소 강도의 차이는 포지티브 이미지 면(PIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 중심 부분(CP)의 최대 강도와 최소 강도의 차이의 0.5배 보다 작을 수 있다. 네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 중심 부분(CP)의 최대 강도인 0.9와 최소 강도인 0.88 사이의 차이인 0.02는 포지티브 이미지 면(PIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 중심 부분(CP)의 최대 강도인 0.96과 최소 강도인 0.90의 차이인 0.06의 0.5배 보다 작다.The difference between the maximum and minimum intensity of the central part (CP) of the sub-laser beam (SLB) in the negative image plane (NIS) is the difference between the maximum and minimum intensities of the central part (CP) of the sub-laser beam (SLB) in the positive image plane (PIS). It may be less than the difference between maximum and minimum intensity. For example, the difference between the maximum and minimum intensity of the central part (CP) of the sub-laser beam (SLB) in the negative image plane (NIS) is the difference between the maximum and minimum intensities of the central part of the sub-laser beam (SLB) in the positive image plane (PIS). It may be less than 0.5 times the difference between the maximum and minimum intensity of (CP). The difference between the maximum intensity of 0.9 and the minimum intensity of 0.88 of the central part (CP) of the sub-laser beam (SLB) in the negative image plane (NIS), 0.02, is the It is less than 0.5 times the difference between 0.96, the maximum intensity of the central part (CP), and 0.90, the minimum intensity of 0.06.

네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 양 단부(EP1, EP2)의 최대 강도와 최소 강도의 차이는 포지티브 이미지 면(PIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 양 단부(EP1, EP2)의 최대 강도와 최소 강도의 차이보다 작을 수 있다. 예를 들어, 네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 양 단부(EP1, EP2)의 최대 강도와 최소 강도의 차이는 포지티브 이미지 면(PIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 양 단부(EP1, EP2)의 최대 강도와 최소 강도의 차이의 0.7배보다 작을 수 있다. 네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 양 단부(EP1, EP2)의 최대 강도인 0.93와 최소 강도인 0.83 사이의 차이인 0.1은 포지티브 이미지 면(PIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 양 단부(EP1, EP2)의 최대 강도인 1.0과 최소 강도인 0.85의 차이인 0.15의 0.7배보다 작다.The difference between the maximum and minimum intensities of both ends (EP1, EP2) of the sub-laser beam (SLB) in the negative image plane (NIS) is the difference between the two ends (EP1, EP2) of the sub-laser beam (SLB) in the positive image plane (PIS). , may be smaller than the difference between the maximum and minimum strengths of EP2). For example, the difference between the maximum and minimum intensities of both ends (EP1, EP2) of the sub laser beam (SLB) in the negative image plane (NIS) is the difference between the maximum and minimum intensities of the sub laser beam (SLB) in the positive image plane (PIS). It may be less than 0.7 times the difference between the maximum and minimum strengths of both ends (EP1, EP2). 0.1, which is the difference between the maximum intensity of 0.93 and the minimum intensity of 0.83 at both ends (EP1, EP2) of the sub-laser beam (SLB) in the negative image plane (NIS), is the sub-laser beam (EP1, EP2) in the positive image plane (PIS). It is less than 0.7 times 0.15, which is the difference between the maximum strength of 1.0 and the minimum strength of 0.85 at both ends (EP1, EP2) of SLB).

네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 양 단부(EP1, EP2)에서의 최대 강도에 대한 최대 강도와 최소 강도의 차이의 비율은 포지티브 이미지 면(PIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 양 단부(EP1, EP2)에서의 최대 강도에 대한 최대 강도와 최소 강도의 차이의 비율보다 작을 수 있다. 예를 들어, 네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 양 단부(EP1, EP2)에서의 최대 강도(0.93)에 대한 최대 강도와 최소 강도의 차이(0.1)의 비율인 10.7%는 포지티브 이미지 면(PIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 양 단부(EP1, EP2)에서의 최대 강도(1.0)에 대한 최대 강도와 최소 강도의 차이(0.15)의 비율인 15%보다 작을 수 있다. 네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 양 단부(EP1, EP2)에서의 최대 강도에 대한 최대 강도와 최소 강도의 차이의 비율은 포지티브 이미지 면(PIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 양 단부(EP1, EP2)에서의 최대 강도에 대한 최대 강도와 최소 강도의 차이의 비율의 0.8배보다 작을 수 있다.The ratio of the difference between the maximum intensity and minimum intensity to the maximum intensity at both ends (EP1, EP2) of the sub-laser beam (SLB) in the negative image plane (NIS) is the sub-laser beam ( It may be smaller than the ratio of the difference between the maximum intensity and the minimum intensity to the maximum intensity at both ends (EP1, EP2) of the SLB). For example, 10.7%, which is the ratio of the difference between the maximum and minimum intensities (0.1) to the maximum intensity (0.93) at both ends (EP1, EP2) of the sub-laser beam (SLB) in the negative image plane (NIS). may be less than 15%, which is the ratio of the difference (0.15) between the maximum intensity and minimum intensity to the maximum intensity (1.0) at both ends (EP1, EP2) of the sub-laser beam (SLB) in the positive image plane (PIS). there is. The ratio of the difference between the maximum intensity and minimum intensity to the maximum intensity at both ends (EP1, EP2) of the sub-laser beam (SLB) in the negative image plane (NIS) is the sub-laser beam ( It may be less than 0.8 times the ratio of the difference between the maximum intensity and the minimum intensity to the maximum intensity at both ends (EP1, EP2) of the SLB).

네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 빔 세기는 대부분 일정 강도 내에 존재한다. 예를 들어, 도 13과 같이, 실시예에 따른 네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)은 폭 방향으로 대부분 위치에서 빔 세기가 0.83~ 0.93 사이에 존재할 수 있다. 예를 들어, 네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)의 빔 세기 분포는 상대 강도 0.83 ~ 0.93 분포에 따른 균일도가 94% 이상일 수 있다. The beam intensity of the sub-laser beam (SLB) in the negative image plane (NIS) is mostly within a certain intensity range. For example, as shown in FIG. 13, the sub laser beam (SLB) on the negative image surface (NIS) according to the embodiment may have a beam intensity between 0.83 and 0.93 at most positions in the width direction. For example, the beam intensity distribution of the sub-laser beam (SLB) in the negative image plane (NIS) may have a uniformity of 94% or more according to a relative intensity distribution of 0.83 to 0.93.

한편, 네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)은 빔 세기가 최대 값인 지점(M1)이 양 단부(EP1, EP2)에서 각각 1회 나타난 반면, 포지티브 이미지 면(PIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)은 빔 세기가 최대 값인 지점(M1, M2)이 양 단부(EP1, EP2)에서 2회 나타났다. 즉, 네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)은 빔 세기가 불규칙적으로 최대 값에 도달하는 피크 지점이 포지티브 이미지 면(PIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)에 비해 절반이나 줄어드는 것을 확인할 수 있다.Meanwhile, the point (M1) with the maximum beam intensity of the sub laser beam (SLB) on the negative image surface (NIS) appears once at each end (EP1, EP2), while the sub laser beam (SLB) on the positive image surface (PIS) appears once at each end (EP1, EP2). The laser beam (SLB) had two points (M1, M2) with maximum beam intensity at both ends (EP1, EP2). In other words, the peak point where the beam intensity irregularly reaches its maximum value for the sub-laser beam (SLB) in the negative image plane (NIS) is reduced by half compared to the sub-laser beam (SLB) in the positive image plane (PIS). You can check it.

이와 같이, 포지티브 이미지 면(PIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)과 다른 빔 세기 분포를 가지는 네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)을 이용함에 따라, 가공 대상(300)에 조사된 서브 레이저 빔(SLB)은 탑 부분에서 양 단부(EP1, EP2)의 에너지 밀도와 중심 부분(CP)의 빔 세기 분포가 소정 범위 내에서 고르게 나타난다. 이는, 포지티브 이미지 면(PIS)에서 서브 레이저 빔(SLB)이 수렴하는 형태인 반면 네거티브 이미지 면(NIS)에서는 서브 레이저 빔(SLB)이 발산하는 형태이기 때문에, 포지티브 이미지 면(PIS)보다, 양 단부(EP1, EP2)와 중심 부분(CP)의 빔 세기 분포가 고르게 나타나는 것으로 추측된다. In this way, by using the sub-laser beam (SLB) on the negative image surface (NIS), which has a different beam intensity distribution from the sub-laser beam (SLB) on the positive image surface (PIS), the processing target 300 is irradiated. In the sub laser beam (SLB), the energy density of both ends (EP1, EP2) of the top portion and the beam intensity distribution of the center portion (CP) appear evenly within a predetermined range. This is because the sub laser beam (SLB) converges in the positive image surface (PIS), while the sub laser beam (SLB) diverges in the negative image surface (NIS), so it is more positive than the positive image surface (PIS). It is assumed that the beam intensity distribution at the ends (EP1, EP2) and the central part (CP) appears even.

그에 따라, 실시예에 따른 홈 형성 장치(10, 11)에 의해 가공된 홈(GR)에서는, 하부면이 평탄하게 나타나며 측면 경사 각도가 크게 나타날 수 있다. 그리하여, 홈(GR)의 최상부의 폭(W1)과 최하부의 폭(W2)의 변화를 더욱 줄일 수 있다. 예를 들어, 가공 대상(300)에 형성된 홈(GR)은 최하부의 폭(W2)이 최상부의 폭(W1)의 80% 이상일 수 있다. 예를 들어, 가공 대상(300)에 형성된 홈(GR)에서 최상부의 폭(W1)이 50 ㎛일 때, 최하부의 폭(W2)은 40 ㎛ 이하일 수 있다. 최상부의 폭(W1)과 최하부의 폭(W2)의 차이는 10 ㎛ 이하일 수 있다. Accordingly, in the groove GR processed by the groove forming devices 10 and 11 according to the embodiment, the lower surface may appear flat and the side inclination angle may appear large. Thus, the change in the uppermost width W1 and the lowermost width W2 of the groove GR can be further reduced. For example, the width W2 of the bottom of the groove GR formed in the processing object 300 may be 80% or more of the width W1 of the top. For example, when the uppermost width W1 of the groove GR formed in the processing object 300 is 50 ㎛, the lowermost width W2 may be 40 ㎛ or less. The difference between the uppermost width (W1) and the lowermost width (W2) may be 10 μm or less.

도 15 및 도 16은 실시예에 따른 홈(GR)에서 최상부의 폭과 최하부의 폭의 기준을 설명하기 위한 도면이다. 도 15를 참조하면, 홈(GR)에서 최상부의 폭(W1)은 가공 대상(300)의 표면에 형성된 홈(GR)의 최대 폭으로 정의하며, 홈(GR)에서 최하부의 폭(W2)은 홈(GR)의 측정 기준면에서의 폭으로 정의할 수 있다. 도 16을 참조하면, 홈(GR)의 깊이가 일정하지 않을 경우, 홈(GR)의 측정 기준면(RP)은 홈(GR)에서 하부면의 최하단부의 깊이(D2)와 하부면의 최상단부의 깊이(D1)의 가운데 깊이(D0)에서의 가상의 면일 수 있다. 15 and 16 are diagrams for explaining the standards for the width of the uppermost part and the lowermost part of the groove GR according to the embodiment. Referring to FIG. 15, the width W1 of the uppermost part of the groove GR is defined as the maximum width of the groove GR formed on the surface of the processing object 300, and the width W2 of the lowermost part of the groove GR is defined as the maximum width of the groove GR formed on the surface of the processing object 300. It can be defined as the width at the measurement reference surface of the groove (GR). Referring to FIG. 16, when the depth of the groove GR is not constant, the measurement reference surface RP of the groove GR is the depth D2 of the lowermost end of the lower surface and the depth of the uppermost end of the lower surface of the groove GR. It may be a virtual surface at the center depth (D0) of (D1).

도 17은 네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)을 이용하여 가공된 홈(GR)의 단면 모습을 나타낸 도면이며, 도 18은 포지티브 이미지 면(PIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)을 이용하여 가공된 홈(GR1)의 단면 모습을 나타낸 도면이다. 도 19는 네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)을 이용하여 가공된 홈(GR)을 나타낸 도면이며, 도 20는 포지티브 이미지 면(PIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)을 이용하여 가공된 홈(GR1)을 나타낸 도면이다.Figure 17 is a cross-sectional view of the groove (GR) processed using the sub-laser beam (SLB) on the negative image surface (NIS), and Figure 18 is a diagram showing the cross-section of the groove (GR) processed using the sub-laser beam (SLB) on the positive image surface (PIS). ) This is a diagram showing the cross-section of the groove (GR1) processed using . Figure 19 is a diagram showing a groove (GR) processed using the sub laser beam (SLB) on the negative image surface (NIS), and Figure 20 is a diagram showing the groove (GR) processed using the sub laser beam (SLB) on the positive image surface (PIS). This is a drawing showing the machined groove (GR1).

도 17 및 도 18을 참조하면, 네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)을 이용하여 가공된 홈(GR)의 단면 모습과 포지티브 이미지 면(PIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)을 이용하여 가공된 홈(GR)의 단면 모습이 확연히 다르게 나타남을 쉽게 확인할 수 있다. 예를 들어, 네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)을 이용하여 가공된 홈(GR)은, 포지티브 이미지 면(PIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)을 이용하여 가공된 홈(GR1)에 비해, 최하부의 폭(W2)과 최상부의 폭(W1)의 차이가 작게 나타났으며, 홈(GR)의 측면 경사가 크게 나타난 것을 확인할 수 있다.17 and 18, a cross-sectional view of the groove (GR) processed using the sub laser beam (SLB) on the negative image surface (NIS) and the sub laser beam (SLB) on the positive image surface (PIS). It is easy to see that the cross-sectional appearance of the groove (GR) processed using is clearly different. For example, the groove (GR) machined using the sub-laser beam (SLB) on the negative image plane (NIS) is the groove (GR) machined using the sub-laser beam (SLB) on the positive image plane (PIS). Compared to GR1), it can be seen that the difference between the lowest width (W2) and the uppermost width (W1) was small, and the lateral slope of the groove (GR) was large.

도 19 및 도 20을 참조하면, 네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)을 이용하여 가공된 홈(GR)은, 포지티브 이미지 면(PIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)을 이용하여 가공된 홈(GR1)에 비해, 홈(GR)과 그 주변 사이의 경계(B)가 상대적으로 얇게 나타났으며, HAZ의 높이와 폭이 상대적으로 작게 나타난 점을 확인할 수 있다. 또한, 네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)을 이용하여 가공된 홈(GR)은, 포지티브 이미지 면(PIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)을 이용하여 가공된 홈(GR1)에 비해, 홈(GR)의 하부면이 상대적으로 평평하게 형성된 점을 확인할 수 있다.19 and 20, the groove (GR) processed using the sub laser beam (SLB) on the negative image surface (NIS) is processed using the sub laser beam (SLB) on the positive image surface (PIS). Compared to the machined groove (GR1), it can be seen that the boundary (B) between the groove (GR) and its surroundings appears relatively thin, and the height and width of the HAZ appear relatively small. In addition, the groove GR processed using the sub laser beam SLB on the negative image surface NIS is the groove GR1 processed using the sub laser beam SLB on the positive image surface PIS. Compared to , it can be seen that the lower surface of the groove GR is formed relatively flat.

도 21은 네거티브 이미지 면(NIS)의 서브 레이저 빔(SLB)이 가공 대상(300)의 표면에 위치한 상태에서 초점 위치를 전후 방향으로 이동시켰을 때 나타나는 홈(GR)의 가공 상태를 나타낸 도면이며, 도 22는 포지티브 이미지 면(PIS)의 서브 레이저 빔(SLB)이 가공 대상(300)의 표면에 위치한 상태에서 초점 위치를 전후 방향으로 이동시켰을 때 나타나는 홈(GR1)의 가공 상태를 나타낸 도면이다. 도 21 및 도 22에서 기준이 되는 위치(Just Focus)는, 서브 레이저 빔(SLB)의 이미지 면이 가장 명확하게 보이는 위치로 정의한다.Figure 21 is a diagram showing the processing state of the groove (GR) that appears when the sub-laser beam (SLB) of the negative image surface (NIS) is located on the surface of the processing object 300 and the focus position is moved in the front and back directions, FIG. 22 is a diagram showing the processing state of the groove GR1 that appears when the sub laser beam (SLB) of the positive image plane (PIS) is located on the surface of the processing object 300 and the focus position is moved in the front and back directions. 21 and 22, the reference position (Just Focus) is defined as the position where the image plane of the sub laser beam (SLB) is most clearly visible.

도 21을 참조하면, 네거티브 이미지 면(NIS)의 서브 레이저 빔(SLB)이 가장 명확히 나타나도록 포커싱 렌즈 유닛(150)과 가공 대상(300) 사이의 거리를 설정한 상태에서, 포커싱 렌즈 유닛(150)과 가공 대상(300) 사이의 거리를 소정 구간 내, 예를 들어 -20 ㎛~ +20 ㎛에서 변경시키더라도, 홈(GR)의 가공 형상이 상대적으로 유사하게 나타남을 알 수 있다. Referring to FIG. 21, with the distance between the focusing lens unit 150 and the processing object 300 set so that the sub laser beam (SLB) of the negative image surface (NIS) appears most clearly, the focusing lens unit 150 ) and the processing object 300 are changed within a predetermined range, for example, from -20 ㎛ to +20 ㎛, it can be seen that the processing shape of the groove (GR) appears relatively similar.

반면, 도 22를 참조하면, 포지티브 이미지 면(PIS)의 서브 레이저 빔(SLB)이 가장 명확히 나타나도록 포커싱 렌즈 유닛(150)과 가공 대상(300) 사이의 거리를 설정한 상태에서, 포커싱 렌즈 유닛(150)과 가공 대상(300) 사이의 거리를 소정 구간 내, 예를 들어 -20 ㎛~ +20 ㎛에서 변경시킬 경우, 홈(GR1)의 가공 형상이 상대적으로 크게 변화됨을 알 수 있다. On the other hand, referring to FIG. 22, with the distance between the focusing lens unit 150 and the processing target 300 set so that the sub laser beam (SLB) of the positive image plane (PIS) appears most clearly, the focusing lens unit When the distance between 150 and the processing target 300 is changed within a predetermined range, for example, from -20 ㎛ to +20 ㎛, it can be seen that the processing shape of the groove GR1 changes relatively significantly.

상기와 같이, 네거티브 이미지 면(NIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)을 이용하는 것이, 포지티브 이미지 면(PIS)에서의 서브 레이저 빔(SLB)을 이용하는 것에 비해, 가공 대상(300)에 홈(GR) 형성이 가능한 빔 모드 유지 구간을 더 확보할 수 있다. 이와 같이, 실시예에 따른 홈 형성 장치(10, 11)는 네거티브 이미지 면(NIS)의 서브 레이저 빔(SLB)을 이용함으로써, 빔 모드 유지 구간을 길게 확보할 수 있으며, 그에 따라 가공 품질을 일정하게 유지할 수 있다.As described above, using the sub laser beam (SLB) on the negative image surface (NIS) produces a groove (GR) on the processing object 300 compared to using the sub laser beam (SLB) on the positive image surface (PIS). ) It is possible to secure more beam mode maintenance sections that can be formed. In this way, the groove forming devices 10 and 11 according to the embodiment can secure a long beam mode maintenance section by using the sub laser beam (SLB) of the negative image surface (NIS), thereby maintaining the processing quality at a constant level. can be maintained.

도 23은 실시예에 따른 홈 형성 장치(10, 11)에 의한 홈(GR) 형성 이후의 단계를 설명하기 위한 도면이다. 도 23을 참조하면, 가공 대상(300)에 홈(GR)이 형성된 이후에 블레이드(BL)에 의한 커팅이 진행될 수 있다. 이를 위해, 홈(GR)을 따라 블레이드(BL)가 홈(GR)의 최하부까지 삽입될 수 있으며, 삽입된 이후에 블레이드(BL)는 홈(GR)이 형성된 라인을 따라 이동할 수 있다.FIG. 23 is a diagram for explaining the steps after forming the groove GR by the groove forming devices 10 and 11 according to the embodiment. Referring to FIG. 23, after the groove GR is formed in the processing object 300, cutting using the blade BL may be performed. To this end, the blade BL may be inserted along the groove GR to the bottom of the groove GR, and after insertion, the blade BL may move along the line where the groove GR is formed.

홈(GR)의 측면 기울기가 완만한 경사를 가지거나 홈(GR)의 최하부 폭이 작을 경우, 블레이드(BL)가 삽입되거나 이동하는 과정에서 블레이드(BL)가 홈(GR)의 측면에 닿아 크랙이 발생할 수 있다.If the side slope of the groove (GR) has a gentle slope or the lowest width of the groove (GR) is small, the blade (BL) touches the side of the groove (GR) while the blade (BL) is inserted or moves, causing a crack. This can happen.

이러한 점을 고려하여, 블레이드(BL)의 삽입 과정에서 블레이드(BL)의 흔들림 또는 블레이드(BL)의 이동 과정에서 블레이드(BL)의 흔들림을 고려하여, 홈(GR)의 최하부의 폭(W2)은 블레이드(BL)의 폭(W3)보다 클 수 있다. 예를 들어, 홈(GR)의 최하부의 폭(W2)은 블레이드(BL)의 폭(W3)보다 10 ㎛ 이상 클 수 있다. 즉, 홈(GR)의 최하부의 폭(W2)과 블레이드(BL)의 폭(W3) 사이의 차이는 10 ㎛ 이상일 수 있다.Taking this into consideration, considering the shaking of the blade BL during the insertion process of the blade BL or the shaking of the blade BL during the movement of the blade BL, the width W2 of the lowest part of the groove GR may be larger than the width W3 of the blade BL. For example, the width W2 of the bottom of the groove GR may be greater than the width W3 of the blade BL by more than 10 μm. That is, the difference between the width W2 of the bottom of the groove GR and the width W3 of the blade BL may be 10 μm or more.

다만, 블레이드(BL)의 삽입을 고려하여, 홈(GR)의 폭을 증가시킬 경우, 가공 대상(300)에서 차지하는 홈(GR)의 면적이 커질 수 있으며, 이는 가공 효율에 불리할 수 있다.However, when the width of the groove GR is increased in consideration of insertion of the blade BL, the area of the groove GR occupied by the processing object 300 may increase, which may be detrimental to processing efficiency.

그러나, 실시예에 따른 홈 형성 장치(10, 11)에 의해 형성된 홈(GR)은 상술한 것처럼, 최하부의 폭(W2)이 최상부의 폭(W1)의 80% 이상일 만큼, 최하부의 폭(W2)과 최상부의 폭(W1)의 차이가 상당히 작은 편이다. 그에 따라, 블레이드(BL)의 폭(W3)과 홈(GR)의 폭의 차이를 줄일 수 있다. 블레이드(BL)의 폭(W3)과 홈(GR)의 최하부의 폭(W2) 사이에 소정의 간격을 유지하면서도, 블레이드(BL)의 폭(W3)과 홈(GR)의 최상부의 폭(W1)의 차이는 20 ㎛ 이하일 수 있다. 예를 들어, 블레이드(BL)의 폭(W3)과 홈(GR)의 최하부의 폭(W2)의 차이가 10 ㎛ 이상이며, 블레이드(BL)의 폭(W3)과 홈(GR)의 최상부의 폭(W1)의 차이는 20 ㎛ 이하일 수 있다. 이와 같이, 홈 형성 장치(10, 11)에 따라 홈(GR)을 형성함으로써, 이후 커팅 단계에서 블레이드(BL)에 의한 가공 대상(300)의 파손을 방지하면서도, 가공 대상(300)에서 차지하는 홈(GR)의 면적을 줄일 수 있다. However, as described above, the grooves GR formed by the groove forming devices 10 and 11 according to the embodiment have a width W2 at the bottom such that the width W2 at the bottom is 80% or more of the width W1 at the top. ) and the width of the top (W1) is quite small. Accordingly, the difference between the width W3 of the blade BL and the width of the groove GR can be reduced. While maintaining a predetermined gap between the width W3 of the blade BL and the width W2 of the lowest part of the groove GR, the width W3 of the blade BL and the width W1 of the uppermost part of the groove GR ) the difference may be 20 ㎛ or less. For example, the difference between the width W3 of the blade BL and the width W2 of the lowest part of the groove GR is 10 ㎛ or more, and the difference between the width W3 of the blade BL and the uppermost part of the groove GR The difference in width W1 may be 20 μm or less. In this way, by forming the groove GR according to the groove forming devices 10 and 11, damage to the processing object 300 by the blade BL in the subsequent cutting step is prevented, and the groove occupied by the processing object 300 is prevented. The area of (GR) can be reduced.

한편, 상술한 실시예들에서는 가공 대상(300)에 홈(GR)을 형성하기 위하여 회절 광학 소자(140)에 의해 분할된 복수의 서브 레이저 빔(SLB)이 사용된 예를 중심으로 설명하였다. 그러나, 본 개시는 반드시 이에 한정되지는 아니하며, 가공 대상(300)에 홈(GR)을 형성하기 위하여, 분할되지 않은 레이저 빔(LB)이 사용될 수도 있다.Meanwhile, in the above-described embodiments, the description was centered on an example in which a plurality of sub-laser beams (SLB) split by the diffractive optical element 140 were used to form a groove (GR) in the processing object 300. However, the present disclosure is not necessarily limited to this, and the undivided laser beam LB may be used to form the groove GR in the processing object 300.

본 발명의 기술적 사상의 실시예들에 대한 이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상의 설명을 위한 예시를 제공한다. 따라서 본 발명의 기술적 사상은 이상의 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 상기 실시예들을 조합하여 실시하는 등 여러 가지 많은 수정 및 변경이 가능함은 명백하다.The above description of embodiments of the technical idea of the present invention provides examples for explaining the technical idea of the present invention. Therefore, the technical idea of the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes can be made by combining the above embodiments by those skilled in the art within the technical idea of the present invention. This possibility is obvious.

10, 11: 홈 형성 장치 110: 레이저 광원
120: 콜리메이터 130: 빔 확장기
140: 회절 광학 소자 150: 포커싱 렌즈 유닛
200: 텔레센트릭 렌즈 유닛 300: 가공 대상
400: 스테이지 NIS : 네거티브 이미지 면10, 11: groove forming device 110: laser light source
120: collimator 130: beam expander
140: diffractive optical element 150: focusing lens unit
200: Telecentric lens unit 300: Processing target
400: Stage NIS: Negative image side

Claims

A laser light source that emits a Gaussian-shaped laser beam;
A diffractive optical element that converts the beam shape of the laser beam from a Gaussian shape to a flat top shape; and
It includes a focusing lens unit that focuses the laser beam converted into a flat top form onto the processing target,
The focusing lens unit has a negative image plane positioned farther than the focal length,
With the focusing lens unit disposed so that the negative image surface is located on the surface of the processing target, a groove is formed in the processing target by irradiating the laser beam converted into a flat top shape to the processing target,
A groove forming device, wherein the beam intensity distribution of the laser beam on the negative image plane has greater uniformity than the beam intensity distribution of the laser beam on the positive image plane at a position closer than the focal distance.

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According to paragraph 1,
A groove forming device, wherein the difference between the maximum intensity and minimum intensity of the laser beam in the negative image plane is smaller than the difference between the maximum intensity and minimum intensity of the laser beam in the positive image plane.

According to paragraph 1,
The ratio of the difference between the maximum intensity and the minimum intensity to the maximum intensity of the laser beam in the negative image plane is less than the ratio of the difference between the maximum intensity and the minimum intensity to the maximum intensity of the laser beam in the positive image plane. Device.

According to paragraph 1,
When the laser beam in the form of a flat top is divided into three parts in the width direction and divided into a center part and both ends, the difference between the maximum intensity and minimum intensity of the center part of the laser beam on the negative image plane is the difference between the maximum intensity and minimum intensity of the laser beam on the positive image plane. Groove forming device, less than the difference between the maximum and minimum strengths of the central part of the beam.

According to paragraph 1,
When the laser beam in the form of a flat top is divided into three parts in the width direction and divided into a center part and both ends, the difference between the maximum intensity and minimum intensity of both ends of the laser beam on the negative image plane is the difference between the maximum intensity and minimum intensity of the laser beam on the positive image plane. A groove forming device that is less than the difference between the maximum and minimum strengths of the two ends of the beam.

According to clause 6,
The ratio of the difference between the maximum intensity and minimum intensity to the maximum intensity at both ends of the laser beam in the negative image plane is the maximum intensity and minimum intensity to the maximum intensity at both ends of the laser beam in the positive image plane. smaller than the ratio of the difference, groove forming device.

According to paragraph 1,
A groove forming device wherein the width of the bottom of the groove is 80% or more of the width of the top.

According to clause 8,
When cutting with a blade is performed after the groove is formed in the processing object, the difference between the width of the lowest part and the width of the blade is 10 um or more, and the difference between the width of the uppermost part and the width of the blade is 20 um or less. , groove forming device.

According to paragraph 1,
A groove forming device in which the size of the diffractive optical element is 1.7 to 3 times the diameter of the incident beam.

According to paragraph 1,
A groove forming device wherein the diffractive optical element splits the incident laser beam into a plurality of sub-laser beams.

According to clause 11,
The diffractive optical element splits the plurality of sub-laser beams on the processing target so that the spacing between the plurality of sub-laser beams is 50 micrometers (㎛) or more.

According to clause 11,
The focusing lens unit is spaced apart from the diffractive optical element to receive the plurality of sub-laser beams split at a maximum angle from the diffractive optical element.

Injecting a Gaussian-shaped laser beam into a diffractive optical element;
Converting the laser beam from a Gaussian shape to a flat top shape by the diffractive optical element;
Comprising: forming a groove by concentrating the laser beam converted into the flat top shape onto the processing target by a focusing lens unit,
The focusing lens unit has a negative image plane positioned farther than the focal length,
The beam intensity distribution of the laser beam on the negative image plane has greater uniformity than the beam intensity distribution of the laser beam on the positive image plane at a position closer than the focal distance,
In the step of forming the groove, the focusing lens unit is disposed so that the negative image surface is located on the surface of the processing target, and the laser beam converted into a flat top shape is irradiated to the processing target. Forming a groove, a groove forming method.

According to clause 14,
It further includes cutting the processing object on which the groove is formed along the groove with a blade,
When cutting by the blade progresses, the difference between the width of the bottom of the groove and the width of the blade is 10 um or more, and the difference between the width of the top of the groove and the width of the blade is 20 um or less.