KR20010095011A - 마이크로 캐비티 홀의 배열을 만들기 위해 레이저 펄스를사용하는 장치 및 방법 - Google Patents

마이크로 캐비티 홀의 배열을 만들기 위해 레이저 펄스를사용하는 장치 및 방법 Download PDF

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오가와히사히또
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모리시타 요이찌
마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
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Abstract

금속막의 표면에 마이크로캐비티의 배열을 형성하는 방법및 장치는 광 레이저 펄스의 비임을 발생하는 엑시머 레이저 또는 초단파 레이저를 사용한다. 광 마스크는 비임을 복수 비임으로 분리하고 렌즈 시스템은 금속막 상의 복수 비임에 촛점을 맞춘다. 장치는 제1직경의 레이저 펄스의 복수 비임을 발생하고 그후 금속막에 적용된 제1직경 보다 작은 제2직경을 가지는 복수 펄스 비임을 발생하도록 1이하의 확대인자에 의해 펄스를 확대함으로서 작동된다. 확대인자와 레이저 강도는 광 마스크 상의 레이저의 유도로는 제거하기에 충분하지 않으나 금속 막상의 유도로는 제거하기에 충분하다. 광 회절 소자는 광 마스크 대신에 장치에 사용된다. 장치는 광 레이저 펄스의 비임을 원형 편광 펄스의 비임으로 변환하는 사분의일 파장판을 구비한다. 장치는 광 마스크에 인가되기전에 레이저 광 펄스의 강도를 균일화 하는 장치를 구비한다.

Description

마이크로캐비티 홀의 배열을 만들기 위해 레이저 펄스를 사용하는 장치및 방법{Method and apparatus using laser pulses to make an array of microcavity holes}
본 발명은 금속 포일(foil)에 마이크로캐비티 어레이를 형성하기위해 레이저 펄스를 사용하는 레이저 미세가공에 관한 것이다.
백열 광원은 고온 재료에 의한 방사선의 방출에 의존한다. 종래의 백열전구의 필라멘트 같은 백열 광원은 가시광의 형태로 그 에너지의 상대적으로 작은 부분만을 방출한다. 방출된 에너지의 나머지의 대부분은 스펙트럼의 적외선 영역에 있다. 또한 필라멘트는 모든 방향으로 빛을 방출한다.
백열 광원 상의 적외선 방출을 감축하는 하나의 방법은 발명의 명칭이 "방출된 파의 노드에서 반사기 로부터 이격된 필라멘트를 가지는 백열 마이크로캐비티 광원"인 미국특허 제5,955,839호에 개시된 바와같은 광 마이크로캐비티를 사용하는 것이다. 상기 특허에서, 종래의 광전처리 기술은 단일 광학 마이크로캐비티 에서 필라멘트를 형성하는데 사용된다. 상기 특허에 기재된 바와같이, 광학 마이크로캐비티의 존재는 보다큰 방출의 방향성의 제어를 제공하며 소정 밴드폭(1-2㎛ 근적외 밴드)의 방출 효율을 증가시킨다.
효율이득의 동일한 형태는 백열광원에서 마이크로캐비티 홀의 어레이를 형성함으로서 얻어진다. 그와같은 광원은 예를들어 직경이 1㎛ 내지 10㎛의 마이크로캐비티를 가진다. 이런 크기를 가지는 형상이 표준 초소형 전자 처리기술을 사용하는 일정 재료로 형성되지만 통상 백열 필라멘트로 사용된 텅스텐 같은 금속으로 형성하기가 곤란하다.
본 발명은 가공재의 표면상에 마이크로캐비티의 어레이를 형성하는 방법및 장치를 구체화하는 것이다. 장치는 광 레이저 펄스의 비임을 발생하는 레이저와 비임을 복수비임으로 분리하는 디바이스와 복수비임을 가공재에 촛점을 맞추는 렌즈 시스템을 구비한다.
본 발명에 따른 장치는 제1 직경의 레이저 펄스의 복수비임을 발생하고 확대된 레이저 펄스의 비임을 가공재에 인가하기 전에 1이하의 확대인자로 펄스를 확대함으로서 작동된다.
본 발명의 다른 관점에 따른 레이저는 엑시머 레이저 이다.
본 발명의 다른 관점에 따른 레이저는 초단파 펄스 레이저 이다.
본 발명의 다른 관점에 따른 비임 분리 디바이스는 개구 패턴을 가지는 불투명 마스크 이다.
본 발명의 다른 관점에 따른 비임 분리 디바이스는 광 회절 소자이다.
본 발명의 다른 관점에 따른 장치는 레이저 광 펄스의 비임을 원형 편광 펄스의 비임으로 변환하는 사분의일 파장판을 구비한다.
본 발명의 다른 관점에 따른 장치는 가공재에 인가되기 전에 광 레이저 펄스의 강도를 균일화 하는 디바이스를 구비한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조로 하기의 상세한 설명으로 부터 명료히 이해될수 있다. 공통적인 수행에 따라서 도면의 다양한 형태는 일정한 비율로 한 것은아니다. 대조적으로 다양한 형태의 치수는 명료화를 위해 임으로 확대 또는 축소된 것이다.
도1은 본 발명의 실시예를 구비하는 제1 광학 시스템의 블록도.
도2는 본 발명의 실시예를 구비하는 제2 광학 시스템의 블록도.
도3은 본 발명의 실시예를 구비하는 제3 광학 시스템의 블록도.
도4는 도1, 도2및 도3에 도시된 실시예 중의 어느 하나에 사용되는 촛점렌즈 시스템의 블록도.
도5는 도1및 도2에 도시된 본 발명의 실시예 중의 하나에 사용되는 예시적인 마스크의 정면도.
도6은 본 발명의 실시예로 형성된 마이크로캐비티 어레이의 현미경 사진.
도7은 엑시머 레이저로 형성된 마이크로캐비티 어레이의 현미경 사진.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
110:초단파 레이저 116:회전미러
120:마스크 126:현미경 대물렌즈
130:가공재 134:조준렌즈
210:가변성 비임 감쇄기
본 발명은 금속막에서의 고품질의 마이크로캐비티를 형성하도록 레이저를 사용하는 방법및 장치로 구체화된다. 레이저는 초단파 펄스 레이저 또는 펄스된 엑시머 레이저 이다. 상업적으로 전형적인 증폭된 초단파 레이저 시스템은 Ti를 사용하며 이득매체로서 사파이어 결정은 대략 10fs 펄스폭을 가지는 레이저 펄스를 발생한다. 증폭된 펨토세컨드 레이저 펄스는 마이크로주울 내지 밀리주울의 에너지를 함유하므로 피크 동력은 거대하다. 단지 0.1mJ의 펄스 에너지를 가지는 100-fs펄스는 P피크=(10-4/10-13)W=1 GW의 피크 동력을 가진다. 그와같은 레이저 시스템의 하나는 Clark-MXR CPA 2000 디바이스이다. 이 레이저 시스템은 Chirped Pulse Amplification 기술을 사용하여 775nm의 파장에서 피코세컨드 펄스 이하를 제공한다.
전형적인 KrF 엑시머 레이저는 20나노세컨드 펄스폭, 250mJ의 최대 펄스 에너지, 200Hz의 최대펄스 속도및 248nm의 파장을 갖는 펄스를 제공한다. 그와같은 레이저 시스템의 하나는 램브다 피직(Lambda Physik) 불안정-공명기 엑시머 레이저 이다.
초단파 펄스 레이저는 레이저 유도를 발생하도록 결합하는 펄스 폭과 강도를 가지는 레이저 이며 레이저 유도는 고도의 국부적 방식으로 처리되는 재료를 제거한다. 초단파 펄스 레이저는 기판 재료에 정확한 제거 한계및 열적 확산의 가시적 존재를 특징으로 한다. 최소 열적 확산은 단지 천공홀을 둘러싸는 최소 열 영향 영역이다. 전형적으로 레이저는 10 피코세컨드 이하의 펄스폭을 가진다.
본 발명에 따른 전형적인 미세가공 시스템은 도1에 도시되었다. 초단파 레이저(110)로 부터 레이저 비임은 먼저 기계적 셔터(112)를 통과한다. 셔터는 예를들어 가공재가 이동할때 레이저(110)를 턴오프함이 없이 비임을 턴오프 하도록 한다. 셔터에 의해 제공된 레이저 비임은 사분의일 파장판(113)을 통과한다. 사분의일 파장판(113)은 레이저 비임의 편광을 선형에서 원형 편광으로 바꾸었으며 이러한 수행은 둥근 홀의 천공을 위해 바람직 하다. 원형 편광 비임은 후술되는 모터에 결합된 회전 미러(116)로 부터 반사된다. 반사된 비임은 렌즈(118)를 통과하여 마스크(120)에 레이저 영향을 증가시킨다. 가공재 상의 마스크의 영상은 렌즈(122,126)를 구비하는 두개의 렌즈 시스템에 의해 실현된다. 마스크는 렌즈(122)의 촛점 평면에 배치되며 가공재는 렌즈(126)의 촛점 평면에 배치된다. 전형적인 장치에서는 절반 은을 가진 회전 미러(124)가 렌즈(122,126)사이에 배치된다.
이 렌즈 시스템을 사용하여 영상 확대 비율은 두 렌즈의 촛점길이 M=f2/f1으로 주어진다. 영상배열은 두 영상 렌즈간의 비임을 조준하며 두렌즈의 분리에 민감하지 않다. 가공재(130)는 XYZ 병진 스테이지(128)상에 장착된다. 전형적인 스테이지(128)는 컴퓨터에 의해 제어되며 컴퓨터는 가공재가 이동할때 가공재(130)상에 비임이 투영되지 않도록 셔터(112)를 제어및 동기화 한다. XYZ 병진 스테이지(128)는 렌즈(126)의 촛점평면에서 제거될 가공재의 표면에 배치되도록 가공재의 위치를 조정할 XY 병진 스테이지 대신에 사용된다. 그러므로 가공공정 동안에 병진 스테이이지(128)는 렌즈(126)의 촛점평면 근처에서 가공재(130)의 표면 또는 부분적으로 제거된 홀의 하부면에 배치되도록 Z방향으로 나아간다.
대물렌즈 앞의 회전미러(124)는 실시간으로 천공 공정을 모니터 하도록 CCD 카메라 영상렌즈(138)및 CCD 카메라(140)를 구비하는 현미경 영상 설비를 허용한다. 광원(132)및 조준렌즈(134)는 회전미러(136)와 대물렌즈(126)를 통해 샘플을 조명한다.
본 발명의 전형적인 실시예에서 초단파 레이저가 사용될때 레이저 펄스 에너지는 약 800μJ, 비임의 펄스폭은 약 150펨토세컨드, 펄스반복 주파수는 0.8 와트의 평균 동력을 성취하도록 1kHz 이다. 각 홀을 형성하기 위해 사용된 펄스수는 수십 내지 수천이다. 엑시머 레이저가 사용될때 펄스 에너지는 약 50mJ 이다. 홀을 천공하기 위해 20ns의 펄스폭과 186Hz의 반복 주파수를 가지는 400펄스가 인가되어 각 홀을 위해 2.15초의 총 노출시간으로 된다.
가공재(130)상의 레이저 유도는 마스크(120)에 대한 렌즈(113)의 위치를 변화시킴으로서 변화될수 있으므로 마스크 상의 레이저 비임의 유도를 변화시킨다.
도1에 도시한 전형적인 장치가 평행하게 복수 홀을 천공하기 때문에 레이저 비임이 개구홀을 가지는 마스크 영역의 부분위에 균일하게 되는 것이 중요하다. 본 발명의 전형적인 실시예에서 이는 두단계로 성취된다. 첫째는 마스크 상의 레이저 비임의 직경은 개구홀의 패턴 직경보다 다소 크다. 둘째로 도1에 도시한 장치는 비임을 균일화 하는 디바이스를 구비한다. 디바이스는 회전 미러(116)와 모터(114)를 구비한다. 미러(116)는 미러면에 수직인 축선 둘레를 연속으로 회전하도록 모터(114)상에 장착된다. 미러(116) 또한 다소 경사져 있다. 이는 미러로부터 반사된 레이저 비임이 흔들림 거동을 나타내게 한다. 즉, 마스크(120)상의 원형패턴을 추적한다. 모터(114)와 경사진 회전 미러(116)는 레이저 비임을 위한 비임 균질기로 작용한다.
하나의 전형적인 비임 균질화 기술이 개시되었지만 다른 기술이 도시된 기술 대신에 또는 부가하여 이용될수 있다. 예를들어 도시하지 않은 입체 형상기는 마스크를 거쳐 비임의 균질성을 강화하는데 사용된다. 대안적으로 또는 입체형상 비임 형상기와 관련하여 광회절소자(DOE)는 마스크(120) 대신에 사용될수 있다. DOE를 이용하는 본발명의 전형적인 실시예는 도3을 참조로 하여 하기에 개시된다. 대안적인 실시예로서 불균일한 비임이 사용되고 마스크 내의 개구는 그 부분에 대응하는 홀이 천공될때 마스크의 중앙부분을 차단하도록 부분적 차단에 의해 변조되며 마스크(120)의 외부 영역에 의해 통과된 약한부분에 대응하는 위치에서 추가적인 펄스가 가공재(130)에 충돌하는것을 허용한다.
도2는 본 발명의 제2실시예를 나타내는 블록도이다. 이 실시예 에서 레이저 비임은 가공재 내의 균일한 마이크로캐비티 홀을 발생하기 위해 개구 마스크에 걸쳐 균일 하다고 하자. 이 실시예에서 초단파 레이저(110)는 펄스 트레인으로 구성되는 비임을 방출한다. 레이저 비임은 가변성 비임 감쇄기(210)를 통과한다. 감쇄기에 이어서 비임이 마스크(120)를 조명하도록 렌즈(118)에 의해 약하게 촛점을 맞춘다.
렌즈(125,127)를 구비하는 광영상 시스템은 XYZ 병진 스테이지(128)에 의해 유지된 가공재(130)상에 개방개구에 영상을 비춘다. 영상 시스템의 영상 확대는 변수 M으로 나타낸다. 도2에 도시한 시스템은 가공재(130)상에 마스크(120)내의 개구와 같으나 M의 인자에 의해 그 선형 치수를 확대한 레이저 광 분포의 패턴을 형성한다. 가공재(130)상에 형성된 각 레이저 광 스폿의 직경(d)은 다음의 수학식1로 주어진다.
d=MD
인접 광 스폿 간의 선형분리(l) 은 다음의 수학식2로 주어진다.
l=ML
영상 시스템에 존재하는 어떤 손실을 무시하면 가공재(130)의 표면에서의 레이저 강도(I2) 와 마스크(120) 에서의 레이저 비임의 강도(I1)은 다음 수학식3이 주어진다.
I2=I1/M2
가공재(130)상에 투영된 레이저 비임의 강도가 금속의 제거 한계를 초과할때 홀의 패턴은 레이저 제거에 의해 금속으로 천공된다. 패턴을 천공하는데 사용된 펄스수는 가공재(130)에서의 레이저 비임의 강도와 홀의 소정 깊이에 의존한다. 가공재(130)안으로 천공된 패턴은 M의 선형 확대와 마스크 상의 패턴과 동일하다. 가공재 내의 홀의 동일패턴을 가지는 큰영역을 천공하기 위해 가공재는 병진운동되고 단계및 반복 공정을 사용하여 레이저 천공이 수행된다.
상술한 실시예에서 레이저 비임은 마스크(12)의 표면을 조명하며 마스크를 손상시키기 위해 전위를 가진다. 손상을 최소화 하기 위해 마스크는 레이저 손상에 대해 저항하는 재료, 예를들어 몰리브데늄으로 제조된다. 더욱 중요하게는 확대인자(M)는 1이하로 선택된다. 전형적인 값은 M=0.1 이다. 이 경우에 가공재에서 레이저 비임의 강도는 마스크(120)의 표면에서의 강도 100배이다. 레이저 강도는 예를들어 가변성 감쇄기(210)를 사용하여 조정될수 있으므로 가공재(130)에서 제거가 발생하나 마스크(120)에서 발생하지 않는다.
도3은 본 발명의 제3실시예의 블록도 이다. 제3 실시예는 광 회절 소자(DOE)(310)가 마스크(120) 대신에 사용되는 것을 제외하고는 도2에 도시한 실시예와 같다. DOE를 사용하는 하나의 잇점은 레이저 에너지의 더 효과적인 사용에 있다. 개방 개구를 가지는 불투명한 마스크가 동시 천공을 위해 복수 비임을 발생하는데 사용될때 불투명한 영역은 입사 레이저 비임을 차단하여 가공재(130)에서 이용가능한 레이저 에너지를 감축한다. 그러나 DOE는 레이저 비임의 상을 변조하나 비임을 차단하지 않는다. DOE는 촛점렌즈와 함께 가공재(130)의 표면에서 소정패턴을 형성하도록 설계 제조된다. 또한 DOE는 동일 에너지 형상을 가지는 가공재(130)의 표면에서 복수 평행 비임을 발생하도록 입체형상 비임 형상기와 결합된다.
도4는 마스크(120)의 영상을 가공재(130)로 전달하는 영상 시스템을 나타내는 블록도 이다. 영상 시스템은 2개의 렌즈(125,127)로 구성된다. 제1렌즈(125)는 촛점길이(f1)을 가지면 제2렌즈(127)는 촛점길이(f2)를 가진다. 영상 시스템은 렌즈(125)가 마스크(120)로부터 촛점길이(f1)에 배치되고(즉, 마스크가 렌즈(125)의 전방 촛점면에 위치), 가공재(130)가 렌즈(127)로부터 촛점길이(f2)에 배치(즉, 가공재는 렌즈(127)의 후방 촛점면에 위치)되도록 형성배치된다. 이러한 배치에서 영상 시스템의 배율(M)은 다음의 수학식4로 주어진다.
M=f2/f1
이러한 배치에서 레이저(125,127)간의 거리(D12)는 영상장치에 영향을 주지않고 변화될수 있다. 실시예에서 0.1의 확대인자를 위해 f1=20 ㎝, f2= 2 ㎝ 이다.
도5는 본 발명에 사용하기에 적합한 마스크(120)의 정면도 이다. 마스크(120)는 개방개구(510)의 패턴을 가지는 편평한 불투명 금속 포일로 제조되며, 각 개구는 직경(D)과 개구간의 선형분리(L)를 가진다. 레이저 비임은 개구(510)를 통과하나 그렇지 않으면 마스크(120)에 의해 차단된다. 실시예에서 개구(510)는 1-2 ㎜ 정사각형 사이의 마스크에 형성된 100 내지 5000홀을 가지는 10-100㎛ 직경과 10-15 ㎛ 두께를 가진다. 마스크는 렌즈 시스템(125,127)에 의해 영상을 비출때 1-10 ㎛의 직경을 가지는 가공재 상에 홀을 형성한다. 마스크에서개구(510)는 원형 비임이 마스크 상에 투영될때 차단된 레이저 광의 양을 최소화 하도록 폭(W)을 가지는 육각형 패턴으로 형성된다.
본 발명의 한 실시예는 금속 재료내에 마이크로미터 크기 홀의 어레이를 발생하도록 초단파 지속기간을 가지는 레이저 펄스를 사용한다. 초단파 펄스 지속 기간은 홀을 둘러싸는 어떤 열 영향 영역을 최소화 하여 천공작업 중에 용융을 최소화 한다. 그 결과 금속에 명료하고 고품질의 홀이 제공된다. 도6및 도7은 초단파 레이저를 사용하여 텅스텐 포일에 천공된 홀과 엑시머 레이저를 사용하여 천공된 홀을 비교하고 있다. 도6으로 부터 명백한 바와같이 초단파 펄스로 천공된 홀은 용융된 금속이 없으며 그결과 명료하고 매우 규칙적인 마이크로캐비티 홀의 어레이가 얻어진다. 엑시머 레이저를 사용하여 천공된 도7에 도시된 홀은 상당한 용융양을 나타내고 있다. 용융 재주조는 홀이 깨끗하지 않고 불규칙 적이다.
천공된 홀의 품질을 더욱 향상시기 위해 상술된 시스템에 의해 다수의 개선이 행하여 졌다. 예를들어 포일을 통한 홀의 연속성을 향상시키기 위해 현미경 대물렌즈(126,127) 대신에 망원경 광학렌즈가 사용될수 있다. 또한 회전하는 절반 파의 판 또는 유사한 디바이스가 출구홀의 원심성을 향상시키고 홀의 테이퍼를 감축하는데 사용된다.
본 발명이 3개의 실시예와 관련하여 개시되었지만 첨부된 청구범위의 범주내에서 상술한 형태로 수행될수 있다는 것이 기대된다.

Claims (28)

  1. 표면을 가지는 가공재 상에 마이크로캐비티의 어레이를 형성하는 장치에 있어서,
    광 레이저 펄스의 비임을 발생하는 레이저와,
    상기 광 레이저 펄스의 비임을 복수 비임으로 분리하는 비임분리수단과,
    1 이하인 확대 인자에 의해 복수 비임을 확대하고 마이크로캐비티의 어레이를 형성하는 가공재로 부터 재료가 제거되도록 가공재의 표면상에 복수비임을 촛점을 맞추는 렌즈 시스템을 구비하는 표면을 가지는 가공재 상에 마이크로 캐비티의 어레이를 형성하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 레이저는 초단파 펄스 레이저인 표면을 가지는 가공재 상에 마이크로 캐비티의 어레이를 형성하는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 초단파 펄스 레이저는 레이저 제거에 충분하지 않은 비임 분리 수단에서의 제1강도와 레이저 제거에 충분한 가공재에서의 강도를 가지는 레이저 펄스를 발생하는 표면을 가지는 가공재 상에 마이크로 캐비티의 어레이를 형성하는 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 레이저는 엑시머 레이저인 표면을 가지는 가공재 상에마이크로 캐비티의 어레이를 형성하는 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 시스템은 각각 전방 촛점면과 후방 촛점면을 가지는 제1및 제2렌즈를 구비하며, 상기 제1렌즈는 비임 분리 장치가 제1렌즈의 전방 촛점면에서 분리된 비임의 영상을 제공하도록 위치되며, 제2렌즈는 가공재의 표면이 제2렌즈의 후방 촛점면에 있도록 위치되는 표면을 가지는 가공재 상에 마이크로 캐비티의 어레이를 형성하는 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 각각의 제1및 제2렌즈는 각각의 촛점길이를 가지며 제2렌즈의 촛점길이 대 제1렌즈의 촛점길이 비율이 0.1의 확대인자를 제공하는 1 내지 10인 표면을 가지는 가공재 상에 마이크로 캐비티의 어레이를 형성하는 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 비임 분리 장치는 개구형태를 가지는 불투명한 마스크인 표면을 가지는 가공재 상에 마이크로 캐비티의 어레이를 형성하는 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 불투명한 마스크 에서의 개구형태는 육각형 윤곽을 가지는 표면을 가지는 가공재 상에 마이크로 캐비티의 어레이를 형성하는 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 비임 분리 장치는 광 회절소자인 표면을 가지는 가공재 상에 마이크로 캐비티의 어레이를 형성하는 장치.
  10. 제1항에 있어서, 광레이저 펄스의 비임을 원형 편광 광 레이저 펄스의 비임으로 변환하는 사분일파 판을 또한 구비하는 표면을 가지는 가공재 상에 마이크로 캐비티의 어레이를 형성하는 장치.
  11. 제1항에 있어서, 광 레이저 비임이 가공재에 인가되기 전에 강도에 있어 광 레이저 펄스를 균질화하는 비임 균질화 장치를 또한 구비하는 표면을 가지는 가공재 상에 마이크로 캐비티의 어레이를 형성하는 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 비임 균질화 장치는 비임 분리장치를 향해 초단파 레이저에 의해 제공되며 비임 분리장치 상의 중앙지점으로부터 이동된 위치에서 초단파 레이저 비임의 중심 축선을 제공하도록 경사진 광 레이저 비임을 반사하도록 배치된 반사면을 가지는 회전 미러와, 상기 회전미러의 반사면에 수직인 축선 둘레에 회전 미러를 회전시키도록 결합된 모터를 구비하는 표면을 가지는 가공재 상에 마이크로 캐비티의 어레이를 형성하는 장치.
  13. 표면을 가지는 가공재 상에 마이크로캐비티의 어레이를 형성하는 방법에 있어서,
    광 레이저 펄스의 비임을 제공하는 단계와,
    상기 광 레이저 펄스의 비임을 직경을 가지는 복수비임으로 분리하는단계와,
    복수의 피코세컨드 이하의 비임을 가공재의 표면상에 촛점을 맞춤과 동시에 마이크로 어레이를 형성하는 가공재로 부터 재료가 제거되도록 복수 비임중의 각 비임의 직경을 감축하도록 복수비임을 확대하는 단계를 구비하는 표면을 가지는 가공재 상에 마이크로캐비티의 어레이를 형성하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 복수 비임을 확대하는 단계는 0.1의 확대인자에 의해 복수비임을 확대하는 표면을 가지는 가공재 상에 마이크로캐비티의 어레이를 형성하는 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 광 레이저 펄스의 비임을 원형 편광 광 레이저 펄스의 비임으로 변환하는 단계를 또한 구비하는 표면을 가지는 가공재 상에 마이크로캐비티의 어레이를 형성하는 방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 광 레이저 펄스를 가공재에 인가하기 전에 강도에 있어 광 레이저 펄스를 균질화 하는 단계를 또한 구비하는 표면을 가지는 가공재 상에 마이크로 캐비티의 어레이를 형성하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 광 펄스의 비임은 중심 축선을 가지며, 강도에 있어 광 레이저 펄스를 균질화 하는 단계는 비임을 복수 비임으로 분리하기 전에 비임의중심축선 으로부터 벗어난 축선 둘레에 광 펄스의 비임을 이동시키는 단계를 구비하는 표면을 가지는 가공재 상에 마이크로캐비티의 어레이를 형성하는 방법.
  18. 제13항의 방법에 따라서 형성된 마이크로캐비티 어레이.
  19. 제18항에 있어서, 가공재는 금속포일인 것을 특징으로 하는 마이크로캐비티 어레이.
  20. 제19항에 있어서, 상기 금속포일은 텅스텐 포일인 마이크로캐비티 어레이.
  21. 표면을 가지는 가공재 상에 마이크로캐비티의 어레이를 형성하는 장치에 있어서,
    광 레이저 펄스의 비임을 발생하는 레이저와,
    상기 광 레이저 펄스의 비임을 직경을 가지는 복수의 비임으로 분리하는 비임 분리 수단과,
    복수 비임을 가공재의 표면상에 촛점을 맞추고 마이크로 어레이를 형성하는 가공재로 부터 재료가 제거되도록 복수비임중의 각비임의 직경을 감축하는 렌즈시스템을 구비하는 표면을 가지는 가공재 상에 마이크로캐비티의 어레이를 형성하는 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 레이저는 초단파 레이저인 표면을 가지는 가공재 상에 마이크로캐비티의 어레이를 형성하는 장치.
  23. 제21항에 있어서, 상기 비임 분리 수단은 개구의 패턴을 가지는 불투명한 마스크 이며, 상기 레이저는 가공재에서 제거를 발생하면서 불투명한 마스크에서 제거가 발생하지 않도록 강도에 있어 제어되는 표면을 가지는 가공재 상에 마이크로캐비티의 어레이를 형성하는 장치.
  24. 제21항에 있어서, 상기 렌즈 시스템은 전방 촛점면과 후방 촛점면을 가지는 제1및 제2렌즈를 구비하며, 상기 제1렌즈는 비임 분리장치가 제1렌즈의 전방 촛점면에서 분리된 비임의 영상을 제공하도록 위치되며, 제2렌즈는 가공재의 표면이 제2렌즈의 후방 촛점면에 있도록 위치되는 표면을 가지는 가공재 상에 마이크로캐비티의 어레이를 형성하는 장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 각각의 제1및 제2 렌즈는 각각의 촛점길이를 가지며, 제2렌즈의 촛점길이대 제1렌즈의 촛점길이의 비율은 0.1의 확대인자를 제공하는 1 내지 10인 표면을 가지는 가공재 상에 마이크로캐비티의 어레이를 형성하는 장치.
  26. 제21항에 있어서, 상기 비임 분리 수단은 광 회절 소자인 표면을 가지는 가공재 상에 마이크로캐비티의 어레이를 형성하는 장치.
  27. 표면을 가지는 가공재 상에 마이크로캐비티의 어레이를 형성하는 장치에 있어서,
    광 레이저 펄스의 비임을 발생하는 초단파 레이저와,
    상기 광 레이저 펄스의 비임을 복수 비임으로 분리하는 비임 분리 수단과,
    마이크로캐비티 어레이를 형성하는 가공재로 부터 재료가 제거되도록 복수 비임을 가공재의 표면상에 촛점을 맞추는 렌즈 시스템을 구비하는 표면을 가지는 가공재 상에 마이크로캐비티의 어레이를 형성하는 장치.
  28. 제27항에 있어서, 상기 렌즈 시스템은 상기 복수 비임을 가공재상에 촛점을 맞출때 1이하의 확대 인자에 의해 복수 비임을 확대하는 표면을 가지는 가공재 상에 마이크로캐비티의 어레이를 형성하는 장치.
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