KR20010040140A - 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법 - Google Patents

레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법 Download PDF

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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

CO2레이저 빔(12)을 강도 변환 소자(14) 및 위상 정합 소자(15)를 이용하여, 위상 정합 소자(15)의 위치에 대해 균일한 강도로 변환하고, 또한 가변 배율 투영 광학계(16)를 이용하여, 개구부의 크기가 가변인 마스크(17)에 조사한다. 조사에 있어서는, 마스크(17)에 형성된 구멍의 크기에 알맞은 배율로, 위상 정합 소자(15)의 위치의 레이저 빔을 마스크(17)에 투영한다. 또한, 마스크(17)의 상을 가공 대상물(19) 위에 투영함으로써, 피가공물 위에서의 레이저 빔의 강도 분포가 균일해져, 품질이 좋은 레이저 빔 가공을 할 수 있다.

Description

레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법{APPARATUS AND METHOD FOR LASER PROCESSING}
본 발명은 레이저 가공 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 임의 형상의 개구를 갖는 마스크의 상을 피가공물 위에 투영하여 가공을 실행하는 레이저 가공 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
레이저 가공 장치에 관한 종래 기술에 대하여 도면을 이용하여 설명한다.
도 7은 종래의 레이저 가공 장치의 구성을 나타내는 개략도이다. 도 7에 있어서, 레이저 발진기(71)로부터 출사되는 레이저 빔(72)은 렌즈계(73)를 통과하여 마스크(74)에 입사된다. 마스크(74)에는 구경이 가변 또는 고정된 구멍이 형성되어 있다. 피가공물 위에 가공하고 싶은 구멍 크기에 의해서 마스크의 구멍의 구경을 결정하는 경우와, 가공에 따라서 구경이 다른 구멍을 갖는 마스크를 이용하는 경우가 있다. 또한 렌즈계(73)는 마스크에 입사되는 레이저 빔(72)의 빔 직경과 파면의 곡률이 가공에 대해서 최적이 되도록 설계된다. 그래서 투영 렌즈(75)가 마스크의 상을 가공 대상물(76)에 투영하여 예를 들면 프린트 기판 등의 피가공물에 대하여 구멍을 뚫는 가공을 실행한다.
또한, 종래 기술에 있어서, 갈바노 미러에 의해 레이저 빔을 스캐닝하거나, 각 가공 사이에 스테이지를 고속으로 이동하는 등을 해서, 단시간에 다수의 가공을 하는 등이 고안되어 있다.
그러나, 종래의 레이저 가공 장치는 후술하는 바와 같은 문제점이 있다.
예를 들면, 담금질, 용접, 유리 섬유가 다수 포함되는 수지 다층 기판의 구멍을 뚫는 등의 가공에 대해서는, 피가공물 위의 레이저 빔의 강도 분포는 균일하게 분포되어 있는 것이 바람직하다. 그런데 CO2레이저, YAG 레이저 등의 경우, 레이저 빔의 강도 분포는 광축 부근은 강도가 강하고, 주변으로 감에 따라서 강도가 지수 함수적으로 약해지는, 소위 가우스 분포에 가까운 경우가 많다. 이러한 레이저 빔을, 예를 들면 상술한 수지 다층 기판의 구멍을 뚫는 데 이용하는 경우, 비아 홀 내벽의 섬유 돌출부가 길어져, 도금 등의 후속 공정의 불량의 원인이 된다.
또한, 종래의 레이저 가공 장치에서는, 콜리메이터(collimator)를 이용해서 마스크의 개구부에 대해서 레이저 빔을 충분히 크게하여, 레이저 빔의 광축과 그 근방의 강도가 강한 영역만을 가공에 이용하는 등이 고안되어 있다. 이러한 고안을 행하는 경우, 마스크의 차폐부에 의해서 차단되는 레이저 빔의 에너지가 크고, 에너지의 이용율 저하를 초래한다.
또한, 다른 종래의 레이저 가공 장치에서는 멀티 모드 레이저 빔을 발생시켜, 레이저 빔의 강도 분포를 균일한 분포에 접근시켜 이용하는 방법이 있다. 그러나 멀티모드의 레이저 빔은, 일반적으로 레이저 출력의 변화에 따라서 그 모드 패턴이 변화되기 쉽다. 그 결과, 가공면에 있어서의 강도 분포가 변화되어, 가공성능을 안정시킬 수 없는 문제점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 개략 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 강도 변환 소자 및 위상 정합 소자의 개략 확대도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 빔의 강도 분포를 나타낸 개념도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크의 광축 방향으로부터 바라본 개략도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크의 크기와 강도 분포의 조사 영역과의 관계를 나타낸 개념도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 배율 투영 광학계의 개략 확대도,
도 7은 종례예에 따른 레이저 가공 장치의 개략 구성도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
11 : CO2 레이저 발진기 12 : CO2 레이저 빔
13 : 렌즈계 14 : 강도 변환 소자
14a : 강도 변환 소자의 입사측면 14b : 강도 변환 소자의 출사측면
15 : 위상 정합 소자 15a : 위상 정합 소자의 입사측면
15b : 위상 정합 소자의 출사측면 16 : 가변 배율 투영 광학계
17 : 마스크 18 : 투영 렌즈
19 : 가공 대상물 61 : 오목 렌즈
본 발명의 레이저 가공 장치는, 레이저 빔의 투과 영역을 임의 형상으로 제한하는 마스크와, 소정의 위치에 있어서의 레이저 빔의 균일한 강도 분포를 마스크의 투과 영역에 대해서 적절한 배율로 마스크 위에 투영하는 가변 배율 투영 광학계와, 마스크의 패턴을 가공 대상물에 투영하는 광학계로 구성되는 것이다. 본 발명의 레이저 가공 장치를 사용함으로써, 가공 대상물에 대해서 레이저 빔의 강도 분포가 마스크의 크기에 따라서 균일하게 분포되어, 품질이 높은 가공을 할 수 있다.
또한, 본 발명은 소정 위치에 대해서 레이저 빔의 강도 분포를 균일하게 하는 수단을 갖는다. 이 수단은, 레이저 빔 강도 분포를 균일하게 하는 강도 변환 소자와, 강도 변환 소자에 의해서 흐트러진 레이저 빔의 위상을 정돈하는 위상 정합 소자로 이루어진다.
또한, 본 발명은, 상기 레이저 빔의 강도 분포를 균일하게 하는 수단에 있어서, 강도 변환 소자의 앞에 렌즈계를 설치하여, 강도 변환 소자에 입사되는 레이저 빔의 빔 직경의 격차를 제한하는 것이다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 이용하여 설명한다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 개략 구성도이다. 도 1에 있어서, 레이저 발진기로서 TEM00 모드의 레이저 빔을 발진하는 CO2레이저 발진기(11)를 이용했다. CO2레이저 빔(12)은 도면에 프로필을 점선으로 표시한다. 렌즈계(13)는 본 실시예에 있어서는 볼록 렌즈 2개로 구성된 케플러(Kepler)형을 이용했다. 본 실시예의 레이저 가공 장치는 또한 강도 변환 소자(14), 위상 정합 소자(15), 가변 배율 투영 광학계(16), 마스크(17), 투영 렌즈(18)를 가지고, 가공 대상물(19)을 가공한다.
다음으로 레이저 가공 장치의 동작에 대해서 설명한다.
CO2레이저 발진기(11)로부터 출사되는 레이저 빔(12)은, 렌즈계(13)에 의해서 빔 직경이 조정되면서, 강도 변환 소자(14)에 입사된다. 본 실시예에 있어서는, 레이저 빔(12)의 강도 분포는 강도 변환 소자(14), 위상 정합 소자(15)를 투과함으로써, 가우스 분포로부터 균일한 분포로 변환된다.
도 2는 도 1의 강도 변환 소자(14) 및 위상 정합 소자(15)의 확대도이다. 도 2에서는 레이저 빔의 강도 분포를 광속 밀도로 나타내고 있다. 도 2에 있어서, 강도 변환 소자의 레이저 빔의 입사측면(14a)은 평면이다. 강도 변환 소자의 레이저 빔의 출사측면(14b)은 비구면이다. 위상 정합 소자(15)의 레이저 빔의 입사측면(15a)는 비구면이다. 위상 정합 소자의 레이저 빔의 출사측면(15b)는 평면이다. 즉, 본 실시예에 있어서, 강도 변환 소자(14) 및 위상 정합 소자(15)는, 한쪽 면이 평면, 다른쪽 면이 비구면으로 구성된 비구면 렌즈이다.
강도 변환 소자(14)의 비구면부의 설계에 있어서, 빔 강도가 강한 중앙부에서는 빔을 넓히고, 역으로 빔 강도가 약한 주변부는 빔의 넓이를 중앙부에 비교하여 적게하도록 하여 출사 빔의 강도를 균일하게 한다. 한편, 넓혀진 각 빔을 평행 빔 또는 수속 빔 또는 발산 빔으로 원상 복구한다. 또한, 정성적(定性的)으로 설명하기 위해서, 여기에서는 기하 광학적인 레이저 빔을 광선의 예로 들었지만, 보다 엄밀한 파동 광학적인 사고 방식에서는, 강도 변환소자(14)는 비구면(14b)에 의해서 레이저 빔의 파면을 구면 또는 평면으로부터 왜곡시켜서, 위상 정합 소자(15)의 위치에서 레이저 빔의 강도 분포를 균일하게 한다.
또한, 위상 정합 소자(15)는, 비구면(15a)에 의해서, 강도 변환 소자(14)에 의해서 왜곡된 파면을 평면 또는 구면으로 정돈한다. 그래서 위상 정합 소자(15)의 위치에 있어서 레이저 빔의 강도 분포는 균일해지고 위상도 정돈된다.
도 3a는 가우스 분포되어 있는 레이저 빔(12)의 강도 변환 소자 입사면(14 a)에서의 강도 분포를 나타내고 있고, 도 3b는 균일하게 분포되어 있는 레이저 빔(12)의 위상 정합 소자의 출사면(15b)에서의 강도 분포를 나타내고 있다.
위상 정합 소자(15)를 투과한 레이저 빔(12)은, 가변 배율 투영 광학계(16)를 투과하여, 마스크(17)에 입사된다. 가변 배율 투영 광학계(16)는, 위상 정합 소자(15)의 위치의 상(像)을 마스크(17)의 위치에 투영한다. 즉, 가변 배율 투영 광학계(16)에 대해서, 위상 정합 소자(15)의 위치와 마스크(17)의 위치는 공역인 관계에 있다. 즉, 위상 정합 소자(15)의 위치에서 균일한 강도 분포로 정돈된 위상 분포를 가지는 레이저 빔은 전파와 동시에 강도 분포의 균일성을 잃게되지만, 가변 배율 투영 광학계(16)에서 투영된 마스크(17)의 위치에서 다시 균일한 강도 분포로 된다. 또한, 레이저 빔은 마스크(17)의 위치에 있어서, 위상 분포도 정돈되어 있다. 또, 가변 배율 투영 광학계(16)의 투영 배율은 가변이며, 마스크(17)의 위치에서의 레이저 빔의 강도 분포의 영역의 크기를 조정할 수 있다.
도 4는 마스크(17)를 레이저 빔의 광축 방향에서 본 도면이다. 도 4에 있어서, 사선부가 차폐부이고, 차폐부의 내측이 개구부이다. 본 실시예에서는, 개구부는 원형으로 했다. 또한, 개구부의 크기는 가변될 수 있어, 이와 같이 해서 가공에 적합한 크기로 조절할 수 있다. 가변 배율 투영 광학계(16)는, 레이저 빔이 마스크(17)의 개구부의 크기에 대하여 최적인 영역을 조사하도록, 위상 정합 소자(15)의 위치에 있어서의 레이저 빔의 강도 분포를 마스크(17) 위에 투영한다. 이것에 의해서, 레이저 빔의 에너지를 최대한으로 활용할 수 있다.
도 5는 마스크의 개구부의 크기와 레이저 빔의 조사 영역의 관계를 나타내는 도면이다. 도 5에 있어서는 레이저 빔의 강도 분포를 점선으로 나타내었다.
도 5a는 마스크의 개구부의 크기에 대하여 레이저 빔의 조사 영역이 작은 경우이다. 이러한 경우, 마스크의 개구부의 내측에만 레이저 빔의 강도가 존재하여, 마스크로 차폐하는 의미가 없다.
또한, 도 5b와 같이, 마스크의 개구부에 대하여 레이저 빔의 조사 영역이 지나치게 큰 경우, 마스크의 차폐부에 의해 차단되는 레이저 빔의 에너지 량이 지나치게 많고 에너지의 이용 효율이 저하된다.
본 실시예서는, 도 5c와 같이, 레이저 빔의 강도 분포가 균일한 영역의 대 부분이 마스크(17)의 개구부를 조사하도록, 가변 배율 투영 광학계(16)의 투영 배율의 크기를 조정한다.
도 6은, 본 실시예에 따른 가변 배율 투영 광학계의 확대도이다. 도 6에 있어서, 가변 배율 투영 광학계(16)는 오목 렌즈(61) 및 볼록 렌즈(62)로 구성된다. 본 실시예에 있어서는, 오목 렌즈(61)가 위상 정합 소자(15)측에 배치되고, 볼록 렌즈(62)가 마스크(17)측에 배치된다. 가변 배율 투영 광학계(16)는 위상 정합 소자(15)의 위치에 있어서의 레이저 빔의 강도 분포를 마스크(17)의 위치에 투영한다. 또한, 본 실시예에서는, 오목 렌즈(61) 및 볼록 렌즈(62)는, 광축 방향에 각각 독립적으로 이동할 수 있는 것으로 하고 있다. 오목 렌즈(61) 및 볼록 렌즈(62) 사이의 거리를 변경함으로써, 2개의 렌즈의 합성 초점 거리, 즉 가변 배율 투영 광학계(16)의 초점 거리를 변경할 수 있게된다. 가변 배율 투영 광학계(16)의 초점 거리는, 이하의 수학식 1로 나타내어진다.
수학식1에 있어서, f는 가변 배율 투영 광학계(16)의 초점 거리, f1은 렌즈(61)의 초점 거리의 절대치, f2는 렌즈(62)의 초점 거리의 절대치, d는 렌즈(61)와 렌즈(62)의 간격이다. 수학식 1에 의하면, 렌즈(61)와 렌즈(62)의 간격을 길게할 수록, 가변 배율 투영 광학계(16)의 초점 거리를 짧게 할 수 있다. 즉, 가변 배율 투영 광학계(16)는, 렌즈(61)와 렌즈(62)를 광축 방향에 따라서 이동하면서 초점 거리를 변화시킴으로써 위상 정합 소자(15)와 마스크(17)의 위치를 공역인 관계로 유지하면서, 투영 배율을 변화시킬 수 있다. 그래서 마스크(17)위에서의 레이저 빔의 강도 분포를 항상 균일하게 할 수 있다.
또한, 마스크(17)의 개구부의 크기를 변화시키는 경우도, 그 크기의 변화에 맞춰 가변 배율 투영 광학계(16)의 투영 배율을 변화시킴으로써 항상 마스크(17)의 개구부의 크기에 최적인 영역으로 레이저 빔의 강도 분포의 크기를 변화시킬 수 있다.
다음에, 마스크(17)의 개구부에서의 레이저 빔의 강도 분포는 투영 렌즈(18)에 의해서 가공 대상물(19) 위에 투영된다. 마스크(17)의 위치와 가공 대상물(19)의 위치는 투영 렌즈(18)로부터 봐서 공역인 관계에 있기 때문에, 피가공물(19) 위에 있어서의 레이저 빔의 강도 분포도 균일하게 된다. 이렇게 하여, 피가공물(19)의 균일한 레이저가공이 가능해진다.
또한, 마스크(17)의 개구부의 크기를 가변함으로써, 마스크(17)의 크기와 투영 렌즈(18)의 투영 배율의 곱에 의해서 주어지는 가공 대상물(19)에서의 CO2레이저 빔(12)의 균일한 강도 분포의 크기를 필요에 따라서 변화시킬 수 있다.
이상과 같이 본 실시예의 레이저가공 장치는, 레이저 빔의 투과 영역을 임의의 형상으로 제한하는 마스크와, 소정의 위치에 있어서의 레이저 빔의 균일한 강도 분포를 마스크의 투과 영역에 적절한 배율로 마스크 위에 투영하는 가변 배율 투영 광학계와, 마스크의 패턴을 가공 대상물에 투영하는 광학계를 이용하여 구성한 것이다. 본 실시예의 레이저가공 장치를 사용함으로써, 마스크의 투과 영역 전반에 걸쳐 가공 대상물상의 레이저 빔의 강도 분포가 균일해져, 품질이 좋은 가공을 할 수 있다.
또한, 소정의 위치에 있어서의 레이저 빔의 강도 분포를 균일하게 하는 수단을 배치하여, 이 수단이, 레이저 빔 강도 분포를 소정 위치에 있어서 균일하게 하는 강도 변환 소자와, 강도 변환 소자에 의해 흐트러진 레이저 빔의 위상을 정돈하는 위상 정합 소자를 이용하여 구성함으로써, 가공 대상물 상의 레이저 빔의 강도 분포가 마스크의 크기에 따라서 균일하게 분포 되어, 품질이 좋은 가공을 할 수 있다.
또한, 레이저 빔의 강도 분포를 균일하게 하는 수단이, 강도 변환 소자의 바로 앞에 설치된 렌즈계를 갖는 경우, 강도 변환 소자에 입사되는 레이저 빔의 빔 직경의 격차를 제한할 수 있기 때문에, 이것에 의해 안정되게 품질이 좋은 가공을 할 수 있다.
또한, 상기 본 실시예에 있어서, 레이저 발진기로부터 발진되는 레이저 빔은 TEM00 모드로 했다. 그러나, TEM00 모드이외에도, 고차의 모드가 섞인 레이저 빔, 또는 도파 모드이더라도, 불안정 공진기로부터 발진하는 모드이더라도, 강도 변환 소자와 위상 정합 소자를 이들의 각종 모드에 대하여 최적으로 설계할 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서, 마스크(17)는 개구부의 크기가 가변이지만, 마스크를 착탈 가능하게 하여, 가공에 따라 알맞은 개구부 크기의 구멍을 갖는 마스크로 교환해도 좋다. 또한, 마스크(17)의 개구부의 형상을 원형으로 했지만, 원형으로 제한되지 않는다는 것은 말할 필요도 없다.
또한, 가변 배율 투영 광학계(16)를 오목 렌즈(61)와 볼록 렌즈(62)로 구성했지만, 렌즈의 개수는 2 개로 한정되는 것이 아니라, 그 이상으로 구성해도 상관없다. 또한, 가변 배율 투영 광학계(16)는 렌즈뿐만 아니라 반사경 등으로도 구성할 수 있다.
요컨대, 위상 정합 소자(15)의 위치의 강도 및 위상을 마스크(17)의 위치에 투영하는 광학계이면, 가변 배율 투영 광학계(16)의 구성은 렌즈와 같은 투과형 광학계로 제한되지 않고, 반사형 광학계나 기타 광학계를 이용하여 구성해도 좋다.
또한, 가변 배율 투영 광학계(16)는 광축 방향으로 이동할 수 있는 요소로 구성했지만, 개개의 구성요소를 착탈할 수 있게 하여, 마스크의 크기에 따라 알맞은 투영 배율로 투영할 수 있도록, 그 때마다 광학계를 구성하는 방식으로 해도 좋다.
또한, 본 실시예에서는, 가변 배율 투영 광학계(16)에 입사되는 레이저 빔은, 렌즈계(13)와, 소정 위치에서 레이저 빔의 강도 분포를 균일하게 하는 수단, 즉 여기서는 강도 변환 소자(14) 및 위상 정합 소자(15)를 통과한 빛이라고 하고 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 가변 배율 투영 광학계(16)에 입사되는 위치에 있어서 균일한 강도 분포를 갖는 레이저 빔이라면 사용 가능하다.
또한, 소정 위치에서 레이저 빔(12)의 강도 분포를 균일하게 하는 수단의 하나로서, 본 실시예에서는, 강도 변환 소자와 위상 변환 소자를 2 개의 비구면 렌즈로 구성한 일례를 나타내었지만, 이중 광학(binary optics)으로 구성해도 좋고, 렌즈 개수도 2 개로 제한되지 않는다.
또한, 소정 위치에서 레이저 빔의 강도 분포를 균일하게 하는 수단으로서, 본 실시예에 있어서는 투과형 소자를 이용하고 있지만, 반사형 소자라도 좋다.
또한, 소정 위치에서 레이저 빔(12)의 강도 분포를 균일하게 하는 수단의 하나로서, 렌즈계(13)를 더 갖는 구성도 나타내었지만, 렌즈계(13)는 볼록 렌즈 2개의 구성으로 제한되지 않고, 오목 렌즈와 볼록 렌즈로 이루어지는 갈릴레이형(Galilean type)으로서도 좋고, 렌즈의 개수도 2개로 제한되지 않는다. 또한 렌즈계(13) 대신에 임의 개수의 반사경 등을 사용해도 좋다.
또한, 본 실시예에 있어서 레이저 빔은 CO2레이저 빔으로 했지만, YAG 레이저나 He-Ne 레이저 등, 가공에 적합한 레이저 빔이면 어느 것도 좋다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 레이저 빔을 강도 변환 소자 및 위상 정합 소자에 의해서 위상이 정돈된 균일한 강도 분포로 변환하고, 가변 배율 투영 광학계에 의해서 마스크의 개구부에 따라서 최적인 크기의 균일한 강도 분포로 마스크를 조사하여, 마스크의 개구부에 있어서의 레이저 빔의 강도 분포를 가공 대상물 위에 투영할 수 있다. 이것에 의해, 보다 균일한 레이저 빔 가공이 가능해져, 품질이 안정된 가공을 할 수 있다.

Claims (20)

  1. 투과 구멍을 갖는 마스크와,
    레이저 빔의 소정 위치에 있어서의 강도 분포를 상기 마스크에 투영하는 가변 배율 투영 광학계와,
    상기 마스크의 상(像)을 가공 대상물에 투영하는 광학계
    를 구비하는 레이저 가공 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    소정 위치에 있어서의 레이저 빔의 강도 분포를 균일하게 하는 수단을 더 구비하고, 상기 균일하게 하는 수단은, 강도 변환 소자와, 위상 정합 소자로 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 균일하게 하는 수단은, 렌즈계와, 상기 강도 변환 소자와, 상기 위상 정합 소자로 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
  4. 제 2 또는 3 항에 있어서,
    상기 강도 변환 소자 및 위상 정합 소자는, 모두 한쪽 면이 비구면인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가변 배율 투영 광학계는, 임의 개수의 투과형 광학계 또는 반사형 광학계로 이루어지는 레이저 가공 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 투과형 광학계 또는 반사형 광학계를 구성하는 광학 소자는, 레이저 빔의 광축에 따라서 이동 가능한 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 가변 배율 투영 광학계는, 임의 개수의 착탈 가능한 투과형 광학 소자 또는 반사형 광학 소자를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크의 투과 구멍의 면적이 가변인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 마스크의 투과 구멍이 원형인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
  10. 제 1 내지 9 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저 빔은, CO2레이저 발진기로부터 발진되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
  11. 특정 위치에 대해 균일한 강도 분포를 갖는 레이저 빔의 배율을 변환하는 단계와,
    상기 배율이 변환된 레이저 빔을 임의 형상으로 제한하는 단계와,
    상기 임의의 형상으로 제한된 레이저 빔을 가공 대상물에 투영하여 가공하는 단계
    를 포함하는 레이저 가공 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 레이저 빔의 강도 분포를 균일하게 하는 단계를 더 포함하고, 상기 강도 분포를 균일하게 하는 단계는, 상기 레이저 빔의 강도를 변환하는 단계와, 상기 레이저 빔의 위상 정합을 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 레이저 빔의 강도 분포를 균일하게 하는 단계는, 상기 레이저 빔의 빔 직경을 조정하는 단계와, 상기 레이저 빔의 강도를 변환하는 단계와, 상기 레이저 빔의 위상 정합을 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  14. 제 12 또는 13 항에 있어서,
    상기 강도 변환에 이용하는 광학 소자 및 상기 위상 정합에 이용하는 광학 소자는, 모두 한쪽 면이 비구면으로 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  15. 제 12 또는 13 항에 있어서,
    상기 레이저 빔을 강도 분포를 변환하는 단계는, 임의 개수의 투과형 또는 반사형 광학 소자를 이용하여 행하여지는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 투과형 또는 반사형 소자는, 레이저 빔의 광축에 따라 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 투과형 또는 반사형 소자는 착탈 가능한 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 레이저 빔을 제한하는 단계에서는, 제한되는 크기가 가변인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 레이저 빔을 제한하는 단계에서는, 제한되는 형상이 원형인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 레이저 빔은, CO2레이저 발진기를 이용하여 발진되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
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