KR20050017114A - Method and device for removal of thin-film - Google Patents

Method and device for removal of thin-film

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KR20050017114A
KR20050017114A KR10-2005-7000426A KR20057000426A KR20050017114A KR 20050017114 A KR20050017114 A KR 20050017114A KR 20057000426 A KR20057000426 A KR 20057000426A KR 20050017114 A KR20050017114 A KR 20050017114A
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후쿠다나오아키
키타가와아키카즈
카토츠요시
야마다미노루
타케이켄지
타니모토야스노리
우카이야스히로
무나카타마사키
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히다치 조센 가부시키가이샤
타케이 덴키 코교 가부시키가이샤
소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

표면에 박막(11)을 처리한 기판(12)에 대해서 레이저 빔(13)을 조사하고, 기판(12) 표면의 박막(11)을 제거하는 방법이다. 상기 레이저 빔(13)을 상기 기판(12) 표면에 대해서 경사진 방향으로부터 조사한다. The laser beam 13 is irradiated to the board | substrate 12 which processed the thin film 11 on the surface, and the thin film 11 of the surface of the board | substrate 12 is removed. The laser beam 13 is irradiated from a direction inclined with respect to the surface of the substrate 12.

Description

박막제거 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR REMOVAL OF THIN-FILM}Thin Film Removal Method and Apparatus {METHOD AND DEVICE FOR REMOVAL OF THIN-FILM}

본 발명은 레이저 빔(laser beam)을 사용해서 기판 표면의 박막을 제거하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for removing a thin film on a substrate surface using a laser beam.

레이저 빔을 사용한 박막제거는 반도체 박막, 박막 태양전지, 액정 패널 등으로의 박막 패턴 형성이나 유기EL(Electro Luminescence) 디스플레이나 투명복층 박막구조 제품 등에 이용된다. 이 레이저 빔을 사용한 박막제거에 있어서는, 종래 레이저 빔을 기판에 대하여 수직으로 입사시킴으로써 행하였다.Thin film removal using a laser beam is used for thin film pattern formation in semiconductor thin films, thin film solar cells, liquid crystal panels, and the like, organic EL (Electro Luminescence) displays, and transparent multilayer thin film structure products. In the thin film removal using this laser beam, the conventional laser beam was performed by injecting the laser beam perpendicularly to the substrate.

그리고, 그때, 기판에 열영향을 주지 않도록 ①대단히 짧은 초점거리의 집광광학계를 사용하거나 ②단파장의 레이저를 사용하거나 ③단시간 조사를 이용하는 방법이 실시되고 있다. 이것들 ①∼③의 방법에서는, 기판의 소재, 색, 층구조의 상태에 의해 적정한 박막제거 조건이 다르기 때문에, 박막을 제거하는 기판 상태를 한정하고, 그 가공을 행하였다. In this case, a method of using a condensing optical system with a very short focal length, using a short wavelength laser, or using a short time irradiation, has been carried out so as not to affect the substrate. In the methods of these (1) to (3), since the appropriate thin film removal conditions vary depending on the raw material, color, and layer structure of the substrate, the substrate state for removing the thin film is limited and processed.

그러나, 기판의 박막제거에 단초점의 집광광학계를 사용하는 ①의 방법에서는, 초점 깊이가 얕아지므로, 레이저 헤드와 가공물의 위치 결정 정밀도가 엄격해진다. 따라서, 고정밀도의 가공기가 필요하게 되고, 가공물을 설치하는 치구도 대규모인 것이 필요하게 된다.However, in the method of ①, in which the short focusing optical system is used to remove the thin film of the substrate, the depth of focus becomes shallow, so that the positioning accuracy of the laser head and the workpiece becomes strict. Therefore, a high precision processing machine is needed, and the jig | tool which installs a workpiece also needs to be large scale.

또한, 예를 들면 ITO(인듐 주석 옥사이드)층으로 이루어지는 박막의 제거에는 1064nm보다도 단파장의 레이저를 사용하는 것이 유효하다(②의 방법)고 말해지고 있다. 그러나, 종래의 수직 입사에서는, 기판 내에 블랙 매트릭스(black matrix)층이 존재할 경우에는 이 블랙 매트릭스층에 열영향을 주어버리는 것이 본 발명자 등의 실험에서 판명되고 있다.For example, it is said that it is effective to use a laser having a shorter wavelength than 1064 nm for removing a thin film made of an ITO (indium tin oxide) layer (method of ②). However, in the conventional vertical incidence, when the black matrix layer exists in a board | substrate, it has been proved by the inventors etc. that a thermal influence is given to this black matrix layer.

또한, ③의 방법의 실시에는, 펨토(femto)초 레이저라고 하는 것이 있다. 이 레이저를 사용하면, 상기 ITO층만을 제거하는 것이 가능하지만, 이 펨토초 레이저는 대단히 고가이고, 또한 에너지 변환 효율이 대단히 낮으므로, 연구 단계의 영역을 벗어나 있지 않다。In addition, there is a thing called femtosecond laser in implementation of the method of (3). Using this laser, it is possible to remove only the ITO layer, but since this femtosecond laser is very expensive and the energy conversion efficiency is very low, it does not go beyond the research stage.

게다가, 상기 ①∼③의 방법에서는, 기판의 재질, 색, 층구조 등의 상태에 의해 적정한 박막조건이 다르므로, 동일 기판 상에서 재질, 색, 층구조 등의 상태가 변화되면, 박막제거 상태가 변화되거나 기판에 열영향을 주거나 한다.In addition, in the methods of 1 to 3, proper thin film conditions vary depending on the material, color, layer structure, and the like of the substrate. Therefore, when the state of the material, color, layer structure, etc. is changed on the same substrate, Change or thermally affect the substrate.

본 발명은, 상기한 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 저렴하고 범용적인 레이저 발진기를 사용해서, 높은 위치 결정 정밀도로 박막제거가 가능한 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a method and an apparatus which can remove a thin film with high positioning accuracy by using an inexpensive and general-purpose laser oscillator.

도 1은 본 발명의 박막제거 방법의 설명도이다.1 is an explanatory view of a thin film removing method of the present invention.

도 2는 본 발명의 박막제거 방법을 실시하는 본 발명의 박막제거 장치의 제 1실시예를 나타내는 개략 구성도로, (a)는 광 파이버를 사용한 것, (b)는 광학계를 사용한 것이다.Fig. 2 is a schematic block diagram showing a first embodiment of the thin film removing apparatus of the present invention for implementing the thin film removing method of the present invention, (a) using an optical fiber, and (b) using an optical system.

도 3은 본 발명의 박막제거 방법을 실시하는 본 발명의 박막제거 장치의 제 2실시예를 나타내는 개략 구성도로, (a)는 광 파이버를 사용한 것, (b)는 광학계를 사용한 것이다.Fig. 3 is a schematic block diagram showing a second embodiment of the thin film removing apparatus of the present invention for carrying out the thin film removing method of the present invention, (a) using an optical fiber and (b) using an optical system.

도 4는 본 발명의 박막제거 방법을 실시하는 본 발명의 박막제거 장치의 제 3실시예를 나타내는 개략 구성도이다.4 is a schematic structural diagram showing a third embodiment of the thin film removing apparatus of the present invention for implementing the thin film removing method of the present invention.

도 5(a), 5(b)는 본 발명의 박막제거 방법을 실시하는 본 발명의 박막제거 장치의 제 4실시예를 나타내는 개략 구성도이다.5 (a) and 5 (b) are schematic diagrams showing a fourth embodiment of the thin film removing apparatus of the present invention for implementing the thin film removing method of the present invention.

도 6은 박막에 레이저 빔을 조사했을 때의 흡수율과 조사각도의 관계를 나타낸 도면이다.6 is a graph showing the relationship between the absorption rate and the irradiation angle when the laser beam is irradiated onto the thin film.

도 7은 레이저 빔의 에너지 분포의 일예를 나타낸 도면으로, 가우시안 모드의 도면이다.7 is a diagram illustrating an example of an energy distribution of a laser beam, and is a diagram of a Gaussian mode.

도 8은 레이저 빔의 에너지 분포의 일예를 나타낸 도면으로, 톱 해트(top hat)형상의 빔 모드의 도면이다.FIG. 8 is a diagram illustrating an example of energy distribution of a laser beam, and is a diagram of a top hat beam mode. FIG.

도 9(a)는 톱 해트 형상으로 성형한 에너지 밀도의 도면, 9(b)는 사각형상으로 성형한 레이저 빔의 단면도, 9(c)는 선상으로 성형한 레이저 빔의 단면도이다.Fig. 9 (a) is a diagram of energy density molded into a top hat shape, 9 (b) is a cross sectional view of a laser beam formed into a rectangular shape, and 9 (c) is a cross sectional view of a laser beam formed into a line shape.

도 10(a), 10(b)는 빔 성형 광학계의 실시예 도면, 10(c)는 광학계의 실시예의 구성도이다.10 (a) and 10 (b) show an embodiment of a beam shaping optical system, and 10 (c) shows a configuration of an embodiment of an optical system.

도 11은 경사진 방향으로부터 레이저 빔을 조사했을 경우의 가공의 방향성을 설명하는 도면이다.It is a figure explaining the directionality of the process at the time of irradiating a laser beam from the inclined direction.

도 12는 저출력인 경우의 종래 방법에서의 박막제거 결과의 사진을 그린 도면이다.12 is a diagram illustrating a photograph of a thin film removal result in the conventional method in the case of low power.

도 13은 중출력인 경우의 종래 방법에서의 박막제거 결과의 사진을 그린 도면이다.Fig. 13 is a diagram illustrating a photograph of thin film removal results in the conventional method in the case of medium power.

도 14는 고출력인 경우의 종래 방법에서의 박막제거 결과의 사진을 그린 도면이다.Fig. 14 is a diagram illustrating a photograph of thin film removal results in the conventional method in the case of high power.

도 15는 본 발명에서의 박막제거 결과의 사진을 그린 도면이다.15 is a diagram illustrating a photograph of a thin film removal result of the present invention.

본 발명의 박막제거 방법은, 표면을 박막처리한 기판에 대해서 조사되는 레이저 빔을 상기 기판 표면에 대해서 경사진 방향으로부터 조사하는 것이다. 그리고, 이렇게 함으로써, 기판에 열영향을 주는 일 없이 레이저 빔이 조사된 부분의 박막표면만을 제거할 수 있게 된다.The thin film removal method of this invention irradiates the laser beam irradiated to the board | substrate which processed the thin film from the direction inclined with respect to the said board | substrate surface. By doing this, it is possible to remove only the thin film surface of the portion to which the laser beam is irradiated, without influencing the substrate.

그리고, 상기 본 발명의 박막제거 방법은, 예를 들면 레이저 발진기와, 이 레이저 발진기로부터 방출된 레이저 빔을 전송하는 광학계와, 상기 광학계로부터 조사되는 레이저 빔을 기판 표면에 대해서 경사지게 하는 빔 경사수단을 구비한 본 발명의 박막제거 장치에 의해 실시할 수 있다.The thin film removing method of the present invention includes, for example, a laser oscillator, an optical system for transmitting a laser beam emitted from the laser oscillator, and beam inclination means for inclining the laser beam irradiated from the optical system with respect to a substrate surface. It can carry out by the thin film removal apparatus of this invention provided.

박막에 레이저 빔을 조사했을 때의 흡수율과 조사각도(박막표면과 수직한 방향으로부터의 각도)의 관계를 도 6에 도시했으며, 조사각도가 큰 정도, 피가공 박막 층에서의 빔 패스(path)가 길어지고, 레이저 빔의 흡수량이 커지는 특성을 갖고 있는 것이 판명된다.The relationship between the absorption rate and the irradiation angle (angle from the direction perpendicular to the thin film surface) when the laser beam is irradiated to the thin film is shown in FIG. 6. The degree of irradiation angle is large and the beam path in the thin film layer to be processed. It becomes long and it turns out that it has the characteristic that the absorption amount of a laser beam becomes large.

또한, 레이저 빔을 경사진 방향으로부터 조사했을 경우는, 피가공 재료에 대한 의사(擬似)적인 수직방향의 초점심도가 얕아진다. 이것에 의해, 단초점 집광광학계를 사용했을 경우와 같은 효과도 발휘할 수 있다. 또한, 종래의 단초점의 집광광학계를 사용하는 방법에 비하면, 초점심도는 충분히 깊은 것은 말할 필요도 없다.In addition, when irradiating a laser beam from the inclined direction, the depth of focus of the pseudo vertical direction with respect to a to-be-processed material becomes shallow. Thereby, the effect similar to the case of using a short focusing optical system can also be exhibited. In addition, it goes without saying that the depth of focus is sufficiently deep as compared with the conventional method using a single focusing optical system.

본 발명자 등은, 상기한 지견(知見)을 기초로 이들의 상승 효과에 의해 기판에 열영향을 주지 않는 상태에서 박막만을 제거 가능한 이하의 본 발명을 성립시켰다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM This inventor established the following this invention which can remove only a thin film in the state which does not give a thermal influence to a board | substrate by these synergistic effects based on said knowledge.

즉, 본 발명의 박막제거 방법은, 표면을 박막처리한 기판에 대해서 레이저 빔을 조사하고, 기판 표면의 박막을 제거하는 방법에 있어서, 상기 레이저 빔을 상기 기판 표면에 대해서 경사진 방향으로부터 조사하는 것이다.That is, the thin film removal method of this invention irradiates a laser beam with respect to the board | substrate which processed the surface thin film, and irradiates the said laser beam from the direction inclined with respect to the said substrate surface in the method of removing the thin film of the substrate surface. will be.

본 발명자 등의 실험에 따르면, 상기 본 발명의 박막제거 방법에 있어서, 기판 표면에 대한 경사진 방향은 기판 표면과 수직한 방향으로부터 40°∼89° 경사진 경우에 효과적인 것이 판명되고 있다.According to the experiments of the present inventors, in the thin film removing method of the present invention, it is found that the inclined direction with respect to the substrate surface is effective when inclined at 40 ° to 89 ° from the direction perpendicular to the substrate surface.

기판 표면에 대한 경사진 방향이, 기판 표면과 수직한 방향으로부터 40° 미만이면, 도 6에 도시된 바와 같이, 레이저 빔의 흡수율이 종래의 기판 표면에 수직으로 조사했을 경우(=0°)에 비해서 그다지 좋아지지 않으므로, 박막제거에 요구되는 시간이 길어져서 기판에 나쁜 영향을 미치기 때문이다. 또한, 89°를 넘으면, 기판에 대한 레이저 빔의 경사각도가 지나치게 커져서, 레이저 빔의 흡수율이 급격하게 저하하고, 박막제거를 할 수 없기 때문이다. 본 발명자 등의 실험에 따르면, 55°∼89°의 경우에 보다 바람직한 결과가 얻어졌다.When the inclined direction with respect to the substrate surface is less than 40 ° from the direction perpendicular to the substrate surface, as shown in FIG. 6, when the absorption rate of the laser beam is irradiated perpendicularly to the conventional substrate surface (= 0 °) This is because the time required for removing the thin film is long because it does not get much better than that, which adversely affects the substrate. In addition, when it exceeds 89 degrees, the inclination angle of the laser beam with respect to a board | substrate becomes too large, the absorption rate of a laser beam falls rapidly, and thin film removal is not possible. According to the experiments of the present inventors, more preferable results were obtained in the case of 55 ° to 89 °.

또한, 상기 본 발명의 박막제거 방법에 있어서, 상기 레이저 빔을 연속적으로 조사하는 것은 아니고, 0.1kHz∼300kHz의 반복 주파수에서 조사했을 경우에는 레이저의 용해가 덜 이루어져서, 기판에 대한 열영향을 보다 작게 할 수 있다. 본 발명자 등의 실험에 따르면, 1kHz∼300kHz의 경우에 보다 바람직한 결과가 얻어졌다. In the thin film removing method of the present invention, the laser beam is not continuously irradiated, but when the laser beam is irradiated at a repetition frequency of 0.1 kHz to 300 kHz, the dissolution of the laser is less, resulting in a smaller thermal effect on the substrate. can do. According to the experiments of the present inventors, more preferable results were obtained in the case of 1 kHz to 300 kHz.

상기 본 발명의 박막제거 방법에서는, 기판표면의 박막의 두께가 1Oμm이하이어도 기판에 열영향을 주는 일 없이, ITO, IZO(인듐 아연 옥사이드), 아크릴 수지, 페놀 수지, 노볼락(novolac) 수지, 폴리이미드 수지, Ag, Ag합금, Al, A1합금, Ti, Ti합금, Cu, Cu합금, Mo, Ta, Si, SiO2, SiN의 박막을 효율 좋게 제거할 수 있었다.In the thin film removing method of the present invention, even if the thickness of the thin film on the substrate surface is 10 μm or less, ITO, IZO (indium zinc oxide), acrylic resin, phenol resin, novolac resin, Thin films of polyimide resins, Ag, Ag alloys, Al, A1 alloys, Ti, Ti alloys, Cu, Cu alloys, Mo, Ta, Si, SiO 2 and SiN were efficiently removed.

그런데, 통상의 레이저 가공이나 레이저 절단에서는 가우시안 모드라고 하는, 도 7에 도시된 바와 같은 에너지 분포의 레이저 빔을 조사하지만, 이러한 가우시안 모드의 에너지 분포의 레이저 빔만을 사용해서 박막을 제거했을 경우에는 레이저의 용해가 심해져서, 기판에 열영향을 미치는 경향이 많다.By the way, in normal laser processing and laser cutting, although the laser beam of the energy distribution as shown in FIG. 7 called a Gaussian mode is irradiated, when a thin film is removed only using the laser beam of the energy distribution of this Gaussian mode, Dissolution becomes more severe and tends to have a thermal effect on the substrate.

따라서, 상기 본 발명의 박막제거 방법과 같은 평면가공에 사용하는 레이저 빔으로서는, 박막제거시에 기판에 열영향을 주는 일이 적은, 도 8에 도시된 바와 같은, 톱 해트(top hat) 형상(멀티 모드)의 상부가 평탄한, 에너지 분포가 가급적으로 일정한 레이저 빔을 사용하는 것이 바람직하다.Therefore, as a laser beam used for planar processing such as the thin film removing method of the present invention, a top hat shape as shown in FIG. 8, which hardly affects a substrate during thin film removal, is used. It is preferable to use a laser beam where the top of the multi-mode) is flat and the energy distribution is as constant as possible.

이 톱 해트 형상의, 에너지 분포가 가급적으로 일정한 레이저 빔은, 통상은 호모지나이저(homogenizer)나 균일광학계에 의해 형성하지만, 본 발명자 등의 실험에 따르면, 상부 평탄부의 거칠기가 ±5% 정도이면, 박막제거시 기판으로의 열영향에 문제 없는 것이 판명되었으므로, 본 발명에서는 광 파이버(fiber)를 사용해서 전송함으로써 톱 해트 형상의 에너지 분포로 이루어진 레이저 빔을 사용해도 좋다.This top hat-shaped laser beam having a constant energy distribution is usually formed by a homogenizer or a homogeneous optical system. According to the experiments of the present inventors, the roughness of the upper flat portion is about ± 5%. Since it has been found that there is no problem in the thermal effect on the substrate when the thin film is removed, in the present invention, a laser beam made of a top hat-shaped energy distribution may be used by transmitting using an optical fiber.

상기 본 발명의 박막제거 방법은, 레이저 발진기와, 이 레이저 발진기로부터 방출된 레이저 빔을 전송하는 광학계 혹은 광 파이버와, 상기 광학계 혹은 광 파이버의 선단에 부착된 레이저 헤드로부터 조사되는 레이저 빔을 기판 표면에 대해서 경사지게 하는 빔 경사수단을 구비한 본 발명의 박막제거 장치에 의해 실시가 가능하다. 이 본 발명의 박막제거 장치를 구성하는 빔 경사수단은 제거하고자 하는 박막에 대해서 광학계 혹은 레이저 헤드를 경사지게 하는 것으로도, 또한 조사된 레이저 빔을 미러(mirror) 등의 광학계를 통해서 제거하고자 하는 박막에 대해서 경사지게 하는 것으로도 좋다.The thin film removing method of the present invention comprises a substrate having a laser oscillator, an optical system or optical fiber for transmitting a laser beam emitted from the laser oscillator, and a laser beam irradiated from a laser head attached to the tip of the optical system or optical fiber. It can be implemented by the thin film removing device of the present invention having a beam inclination means for inclining relative to. The beam tilting means constituting the thin film removing apparatus of the present invention may incline the optical system or the laser head with respect to the thin film to be removed, and the irradiated laser beam may be removed from the thin film to be removed through an optical system such as a mirror. It may also be inclined with respect.

상기 본 발명의 박막제거 방법에 있어서, 도 9(a)에 도시된 바와 같은 에너지 분포가 가급적 일정한 톱 해트 형상의 레이저 빔 중, 도 9(b)에 도시된 바와 같은 단면이 사각형상인 레이저 빔을 사용했을 경우에는, 라인(line) 가공에 있어서의 양 사이드(side)와 중앙부의 가공 상태가 균등해진다. 또한, 도 9(c)에 도시된 바와 같은 단면이 선형상인 레이저 빔을 사용했을 경우에는, 1샷(shot)당 가공 면적이 작으므로, 예를 들면 패터닝(patterning)을 실시할 경우 가공 형상에 자유도가 생긴다. 또한, 레이저 빔의 한 방향의 에너지 분포를, 중앙부의 에너지 밀도가 높은 가우시안 분포로 한 기능을 갖는 광학계에 의해 상기 선형상의 단면으로 이루고, 이것에 직교하는 방향의 에너지 분포를 균일한 톱 해트 형상으로 한 레이저 빔을 사용했을 경우에는, 비교적 저출력의 레이저 발진기로도 가공이 가능하게 된다.In the thin film removing method of the present invention, among the laser beams having a top hat shape where the energy distribution as shown in FIG. 9 (a) is as constant as possible, a cross section as shown in FIG. 9 (b) has a rectangular laser beam. When used, the processing state of both side and center part in line processing becomes equal. In addition, when a laser beam having a linear cross section as shown in Fig. 9 (c) is used, the processing area per shot is small, so that for example, when patterning is performed, Freedom is created. The energy distribution in one direction of the laser beam is formed in the linear cross section by an optical system having a function of a Gaussian distribution having a high energy density in the center, and the energy distribution in the direction orthogonal to this is formed in a uniform top hat shape. When one laser beam is used, processing can be performed even with a relatively low power laser oscillator.

이 레이저 빔은, 도 10(a)에 도시된 바와 같이, 호모지나이저(31a)[플라이 아이 렌즈(fly's eye lens) 등]와 콘덴서 렌즈(31b)(condenser lens)에 의해 톱 해트 형상으로 균일화해 단면을 사각형상으로 형성하는 빔 성형 광학계(31)나, 도 10(b)에 도시된 바와 같이, 호모지나이저(31a)[프리즘 등]와 실린더리컬 렌즈(31c)(cylindrical lens)에 의해 톱 해트 형상으로 균일화해 단면을 선형상으로 형성하는 빔 성형 광학계(31)를 사용하는 것이나, 사각형상이나 선형상의 슬릿(slit)을 사용하는 것도 좋다. 또한, 도 10(c)에 도시된 바와 같이, 전술한 빔 성형 광학계(31)와 이 빔 성형 광학계(31)에서 성형한 레이저 빔(13)의 강도를 균일화하는 슬릿(32)의 양자를 사용해도 좋다. 또한, 도 10(c)에 있어서의 33은 슬릿(32)에서 강도를 균일화시킨 레이저 빔을 주밍(zooming)하거나 초점맞춤을 하는 결상광학계를 도시한다. 또한, 레이저 빔을 톱 해트 형상으로 균일화하는 수단으로서, 광 파이버를 사용해도 좋다.This laser beam is homogenized into a top hat shape by a homogenizer 31a (fly's eye lens, etc.) and a condenser lens 31b (condenser lens), as shown in FIG. The beam shaping optical system 31 which forms a rectangular cross section of the solution, or as shown in Fig. 10 (b), by the homogenizer 31a (prism or the like) and the cylindrical lens 31c (cylindrical lens) It is also possible to use the beam shaping optical system 31 which uniforms the top hat shape and forms the cross section in a linear shape, or may use a rectangular or linear slit. As shown in Fig. 10C, both the above-described beam shaping optical system 31 and the slit 32 for equalizing the intensity of the laser beam 13 formed by the beam shaping optical system 31 are used. Also good. In addition, reference numeral 33 in FIG. 10 (c) shows an imaging optical system that zooms or focuses a laser beam with uniform intensity in the slit 32. Moreover, you may use an optical fiber as a means to uniformize a laser beam to a top hat shape.

또한, 이 단면이 사각형상의 레이저 빔의 종횡치수나, 단면이 선형상의 폭치수를 조정 가능하게 했을 경우에는, 제거하는 박막의 종류나 두께 등의 상태에 따라서 박막제거를 보다 양호하게 행할 수 있게 된다.Moreover, when this cross section makes it possible to adjust the longitudinal dimension of a rectangular laser beam, and the cross section has a linear width dimension, thin film removal can be performed more suitably according to the kind, thickness, etc. of the thin film to remove. .

전술한 레이저 빔의 종횡치수나 폭치수를 조정 가능하게 하는 광학계로서는, 발진기와 피가공물의 사이에 이미징 렌즈(imaging lens)에 의해 결상된 패턴의 투영비를 설정할 수 있게 한 것이나, 종횡 혹은 폭방향의 치수 조정을 가능하게 하는 슬릿을 형성해서 조사하는 레이저 빔의 단면형상을 설정할 수 있게 한 것을 사용하면 좋다.As an optical system that can adjust the longitudinal and width dimensions of the laser beam described above, it is possible to set the projection ratio of a pattern formed by an imaging lens between the oscillator and the workpiece, but it can be used in the vertical or horizontal direction. It is good to use the thing which made it possible to set the cross-sectional shape of the laser beam to irradiate by forming the slit which enables the dimension adjustment of the laser beam.

상기 본 발명의 박막제거 방법에 있어서, 빔 성형 광학계(31)에 있어서의 레이저 빔(13)의 단면형상의 한 방향의 에너지 분포를, 도 10(b)에 도시된 바와 같이, 예를 들면 호모지나이저(31a)(혹은 균일광학계)에 의해 균일한 톱 해트 형상으로 하고, 이것에 직교하는 방향의 에너지 분포를, 예를 들면 실린더리컬 렌즈를 포함하는 광학계에 의해 가우시안 분포의 선형상 단면형상으로 한 레이저 빔을 사용했을 경우에는, 가장 염가에 선형상의 레이저 빔을 형성할 수 있다.In the thin film removing method of the present invention, the energy distribution in one direction of the cross-sectional shape of the laser beam 13 in the beam shaping optical system 31 is represented by, for example, an arc. The top hat shape is uniformed by the mongerizer 31a (or uniform optical system), and the energy distribution in the direction orthogonal to this is, for example, a linear cross-sectional shape of the Gaussian distribution by an optical system including a cylindrical lens. When one laser beam is used, the linear laser beam can be formed at the lowest cost.

상기 본 발명의 박막제거 방법은, 레이저 빔을 기판 표면에 대해서 경사진 방향으로부터 조사하는 것을 특징으로 하는 것이지만, 이렇게 경사진 방향으로부터 조사하기 때문에 레이저 빔에 방향성이 나타나게 된다.The thin film removing method of the present invention is characterized in that the laser beam is irradiated from the inclined direction with respect to the substrate surface. However, since the laser beam is irradiated from the inclined direction, directionality appears in the laser beam.

따라서, 예를 들면, 도 11에 도시된 바와 같이, 글라스(glass)층(1a)과 아크릴층(1b) 사이의 소정 위치에 블랙 매트릭스층(1c)을 개재시킨 기판(1)의 표면에 ITO층(2)의 박막을 형성한 바와 같은 것에서는, 블랙 매트릭스층(1c)의 유무에 의해 단차가 생기고, 같은 경사진 방향만으로부터 조사된 레이저 빔(3)에서는 그 단차에 의해 그림자가 이루어지는 부분이 나타나게 되어서, 이 그림자가 이루어지는 부분의 ITO층(2)의 제거가 곤란해진다. 한편, 도 11 중 4는 레이저 헤드를 나타낸다.Thus, for example, as shown in FIG. 11, ITO is disposed on the surface of the substrate 1 having the black matrix layer 1c interposed therebetween at a predetermined position between the glass layer 1a and the acrylic layer 1b. In the case where the thin film of the layer 2 is formed, a step is caused by the presence or absence of the black matrix layer 1c, and in the laser beam 3 irradiated only from the same inclined direction, the part is shadowed by the step. This appears, making it difficult to remove the ITO layer 2 in the portion where the shadow is formed. In addition, 4 in FIG. 11 shows a laser head.

이러한 단차를 갖는 박막을 제거할 경우에 있어서, 그림자가 되는 부분의 발생을 방지하기 위해서는 레이저 빔을 조사시키는 광학계 혹은 레이저 헤드를, 기판 표면의 제거하고자 하는 박막에 대한 방향을 바꾸어서 복수 배치하고, 박막제거의 방향에 맞춰서 상기 광학계 혹은 레이저 헤드를 선택하도록 하거나 혹은 한 조의 상기 광학계 혹은 레이저 헤드를 회전 가능하게 설치하며, 박막제거의 방향에 맞춰서 상기 광학계 혹은 레이저 헤드의 조사 방향을 변화시키도록 하면 좋다.In the case of removing the thin film having such a step, in order to prevent the occurrence of the shadowed portion, a plurality of optical systems or laser heads for irradiating the laser beam are arranged with a different direction of the thin film to be removed on the substrate surface. The optical system or the laser head may be selected in accordance with the direction of removal, or a set of the optical system or the laser head may be rotatably installed, and the irradiation direction of the optical system or the laser head may be changed in accordance with the direction of thin film removal.

그리고, 상기한 본 발명 방법은, 상기 본 발명의 박막제거 장치의, 레이저 빔을 방출하는 광학계 혹은 광 파이버와 레이저 헤드를, 기판 표면의 제거하고자 하는 박막에 대한 방향을 바꾸어서 복수 배치함과 아울러, 광학계 혹은 광 파이버로의 레이저 빔의 스위칭 수단을 구비하거나 혹은, 광학계 혹은 레이저 헤드의 회전 기구를 설치하며, 박막제거의 방향에 맞춰서 상기 광학계 혹은 레이저 헤드의 조사 방향을 변화시키도록 한 박막제거 장치에 의해 실시가 가능해진다.In addition, the above-described method of the present invention includes arranging a plurality of optical systems or optical fibers and laser heads that emit laser beams of the thin film removal apparatus of the present invention by changing the direction of the substrate surface with respect to the thin film to be removed, In the thin film removal apparatus provided with the switching means of the laser beam to an optical system or an optical fiber, or the rotation mechanism of an optical system or a laser head is provided, and the irradiation direction of the said optical system or a laser head is changed according to the direction of thin film removal. This can be done.

또한, 상기 본 발명의 박막제거 장치에 있어서, 피가공 부재의 이동량을 검출하는 위치검출기와, 이 위치검출기에서 검출한 이동량에 근거해 상기 레이저 발진기의 발진 동작을 제어하는 제 1콘트롤러를 구비시켰을 경우에는 예를 들면 패터닝의 실시가 정밀도 좋게 행해지게 된다.In the thin film removing apparatus of the present invention, a position detector for detecting the movement amount of the member to be processed and a first controller for controlling the oscillation operation of the laser oscillator based on the movement amount detected by the position detector are provided. For example, patterning is performed with high accuracy.

또한, 상기 레이저 발진기로부터 방출되는 레이저 빔의 광로에 감쇠기(attenuator)를 설치했을 경우에는, 레이저 빔의 형상을 흩뜨리는 일 없이 레이저 출력의 조정이 이루어진다.Further, when an attenuator is provided in the optical path of the laser beam emitted from the laser oscillator, the laser output is adjusted without disturbing the shape of the laser beam.

그런데, 레이저 빔을 사용한 가공에서는, 일정 출력으로 가공을 행할 경우에도, 시시각각 레이저 출력이 변화된다. 그때, 상기 레이저 발진기로부터 방출된 레이저 빔의 출력을 검출하는 출력검출기와, 상기 출력검출기에서 얻어진 신호의 변화에 대응한 출력을 지령하는 제 2콘트롤러와, 상기 제 2콘트롤러로부터의 지령을 받아서 레이저 발진기의 전류를 조정하는 전류조정기 혹은 감쇠기를 구비한 장치에서는, 제 2콘트롤러로부터의 지령을 받아서 감쇠기를 조정하는 감쇠기 조정기로 이루어지는 레이저 출력조정수단을 구비시켰을 경우에는, 레이저 출력의 피드백제어가 최적으로 행해지게 된다.By the way, in the process using a laser beam, even when processing with a constant output, a laser output changes every time. At this time, an output detector for detecting the output of the laser beam emitted from the laser oscillator, a second controller for commanding an output corresponding to a change in the signal obtained by the output detector, and a laser oscillator in response to a command from the second controller In a device having a current regulator or an attenuator for adjusting the current of the current, the feedback control of the laser output is optimally performed when a laser output adjusting means comprising an attenuator regulator for receiving a command from the second controller and adjusting the attenuator is provided. It becomes.

본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위해서, 첨부한 도 1∼도 5를 따라서 설명한다. 도 1은 본 발명의 박막제거 방법을 설명하는 도면이며, 이 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 표면에 ITO층 등의 박막(11)을 피복한 아크릴층 혹은 아크릴층과 블랙 매트릭스층과 유리층 등으로 이루어지는 기판(12)에 대해서 조사하는, 광 파이버에서 전송함으로써 혹은 레이저 빔의 에너지 분포를 일정하게 하는 기능을 갖는 광학계로, 톱 해트 형상의 에너지 분포로 이루어진 예를 들면 파장이 1064nm의 레이저 빔(13)을, 상기 기판(12)의 표면에 대해서 경사진 방향 예를 들면 기판(12)의 표면과 수직한 방향으로부터 70°경사진 방향으로부터 100kHz의 반복 주파수에서 조사하는 것이다.In order to demonstrate this invention further in detail, it demonstrates along FIG. 1 is a view for explaining a thin film removing method of the present invention, as shown in FIG. 1, in the present invention, an acrylic layer or an acrylic layer and a black matrix layer coated with a thin film 11, such as an ITO layer, on the surface; An optical system having a function of transmitting energy from an optical fiber or irradiating a substrate 12 made of a glass layer or the like to make the energy distribution of a laser beam constant. For example, a wavelength of 1064 nm having a top hat-shaped energy distribution. The laser beam 13 is irradiated at a repetition frequency of 100 kHz from a direction inclined with respect to the surface of the substrate 12, for example, 70 ° inclined from a direction perpendicular to the surface of the substrate 12.

이러한 본 발명의 박막제거 방법에서는, 동일기판(12) 위에서 재질, 색, 층구조 등이 변화되는 상태로도, 기판(12)에 영향을 주는 일 없이 레이저 빔(13)이 조사된 박막(11)의 표면만을, 저렴하고 범용적인 예를 들면 YAG레이저나 YVO4레이저를 사용해서 제거할 수 있다.In the thin film removing method of the present invention, the thin film 11 irradiated with the laser beam 13 without affecting the substrate 12 even in a state where the material, color, layer structure, etc. are changed on the same substrate 12. ) Surface can be removed using inexpensive, general-purpose YAG lasers or YVO 4 lasers.

상기 본 발명의 박막제거 방법은, 도 2에 도시된 바와 같은, 예를 들면 YAG레이저 발진기(21)로부터 발사된 레이저 빔을, 도면 (a)에서는 광 파이버(22)로 전송함으로써, 또 도면 (b)에서는 도 10에서 설명한 바와 같은 빔 성형 광학계(31)로 형성함으로써, 톱 해트 형상의 에너지 분포로 한다. 그리고, 상기 광 파이버(22)의 선단에 부착한 레이저 헤드(23)나 상기 빔 성형 광학계(31)로 조사되는 레이저 빔(13)을, 예를 들면 2개의 미러(24a,24b)로부터 이루어지는 빔 경사 수단(24)에 의해, 기판(12)의 표면에 대해서 경사지도록 한 본 발명의 박막제거 장치에 의해 실시할 수 있다. 또한, 도 2 중 12a는 기판(12)을 구성하는 유리층, 12b는 같은 아크릴층, 12c는 블랙 매트릭스층, 34는 반사 미러를 나타낸다.In the thin film removing method of the present invention, as shown in FIG. 2, for example, the laser beam emitted from the YAG laser oscillator 21 is transmitted to the optical fiber 22 in FIG. In b), by forming with the beam shaping optical system 31 as described in FIG. And the beam which consists of two mirrors 24a and 24b, for example, the laser beam 23 irradiated by the laser head 23 attached to the front-end | tip of the said optical fiber 22, and the said beam shaping optical system 31, for example. The inclination means 24 can be used by the thin film removing apparatus of the present invention inclined with respect to the surface of the substrate 12. In addition, in FIG. 2, 12a shows the glass layer which comprises the board | substrate 12, 12b shows the same acryl layer, 12c shows the black matrix layer, and 34 shows the reflection mirror.

상기 본 발명의 박막제거 장치를 구성하는 빔 경사 수단(24)은, 빔 성형 광학계(31)나 레이저 헤드(23)로부터 조사되는 레이저 빔(13)을 경사지게 할 수 있는 것이면, 도 2에 도시된 바와 같은 2개의 미러(24a,24b)를 사용한 것에 한정하지 않는다. 예를 들면, 빔 성형 광학계(31)나 레이저 헤드(23) 자체를 적당한 경사 수단으로 경사지게 하는 것이라도 좋다.The beam tilting means 24 constituting the thin film removing apparatus of the present invention can tilt the laser beam 13 irradiated from the beam shaping optical system 31 or the laser head 23, as shown in FIG. It is not limited to using two mirrors 24a and 24b as described above. For example, the beam shaping optical system 31 or the laser head 23 itself may be inclined by an appropriate inclination means.

또한, 상기 본 발명의 박막제거 장치의 빔 경사 수단(24)을, 도 2에 속이 빈 화살표로 도시한 바와 같이, 레이저 빔(13)의 조사 위치를 중심으로 회전 가능한 구성으로 했을 경우에는, 레이저 빔(13)을 경사진 방향으로부터 조사함으로써 생기는 가공의 방향성을 없앨 수 있다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같은 블랙 매트릭스층(12c)의 존재에 의해 박막(11)에 단차가 생기게 한 경우에도, 이 단부의 박막(11)도 제거할 수 있게 된다.In addition, when the beam inclination means 24 of the thin film removal apparatus of this invention is set as the structure which can be rotated centering on the irradiation position of the laser beam 13, as shown by the hollow arrow in FIG. The directionality of the processing produced by irradiating the beam 13 from the inclined direction can be eliminated. Therefore, even when a step is caused in the thin film 11 due to the presence of the black matrix layer 12c as shown in FIG. 2, the thin film 11 at this end can also be removed.

도 3은 도 2에 도시된 바와 같이 빔 경사 수단(24)을 회전 가능한 구성으로 하는 것 대신에, 도면 (a)에서는 광 파이버(22)와 레이저 헤드(23)를, 또 도면 (b)에서는 빔 성형 광학계(31)를, 기판(12) 표면의 제거하고자 하는 박막(11)에 대한 방향을 바꾸어서 예를 들면 2개 배치함과 아울러, 광 파이버(22) 혹은 빔 성형 광학계(31)로의 레이저 빔(13)의 스위칭 수단(25)을 구비함으로써, 도 2와 같은 작용을 행하게 하는 것이다. 또한, 상기 스위칭 수단(25)은 예를 들면 미러를 이동 가능하게 배치함으로써 어느 한 광 파이버(22) 혹은 빔 성형 광학계(31)에 레이저 빔(13)이 입사되도록 한 것이다. 또한, 도 3(b)는 콘트롤러(35)에 의해 기판(12)을 적재한 이동 테이블(36)의 이동과 YAG레이저 발진기(21)의 출력을 제어하는 것을 나타내고 있다.FIG. 3 shows the optical fiber 22 and the laser head 23 in FIG. (A), and in FIG. (B) instead of making the beam tilting means 24 rotatable as shown in FIG. The beam shaping optical system 31 is arranged to change the direction of the thin film 11 to be removed on the surface of the substrate 12, for example, and two laser beams are provided to the optical fiber 22 or the beam shaping optical system 31. By providing the switching means 25 of the beam 13, it performs the same function as FIG. In addition, the switching means 25 arrange | positions a mirror so that a laser beam 13 may inject into either the optical fiber 22 or the beam shaping optical system 31, for example. 3 (b) shows that the controller 35 controls the movement of the movement table 36 on which the substrate 12 is loaded and the output of the YAG laser oscillator 21.

도 4는 도 3(b)에 도시된 본 발명의 박막제거 장치의 빔 성형 광학계(31)를 1개로 해서 스위칭 수단(25)을 생략한 것에 있어서, 기판(12)의 이동량을 검출하는 위치검출기(37)를 설치하고, 이 위치검출기(37)로 검출한 이동량을 상기 콘트롤러(35)에 출력하도록 한 것이다. 그리고, 콘트롤러(35)에서는 이 이동량에 근거해서, 미리 입력되어 있는 파라미타를 변경해서 YAG레이저 발진기(21)의 발진 동작을 제어하고, 가공 위치 정밀도의 향상을 꾀한다.Fig. 4 is a position detector which detects the movement amount of the substrate 12 in the case where the switching means 25 is omitted with one beam shaping optical system 31 of the thin film removing device of the present invention shown in Fig. 3B. (37) is provided so that the movement amount detected by the position detector 37 is output to the controller 35. Then, the controller 35 controls the oscillation operation of the YAG laser oscillator 21 by changing the parameter that is input in advance based on this movement amount, thereby improving the machining position accuracy.

도 5(a)는 도 4에 도시된 본 발명의 박막제거 장치의 위치검출기(37) 대신에 YAG레이저 발진기(21)로부터 방출된 레이저 빔(13)의 출력을 검출하는 출력검출기(38)를 설치한 것으로, 콘트롤러(39)는 상기 출력검출기(38)로 검출한 출력 신호를 입력시켜, 그 변화에 대응한 출력을 YAG레이저 발진기(21)에 지령하는 것이다.FIG. 5A shows an output detector 38 for detecting the output of the laser beam 13 emitted from the YAG laser oscillator 21 instead of the position detector 37 of the thin film removing apparatus of the present invention shown in FIG. The controller 39 inputs the output signal detected by the said output detector 38, and instructs the YAG laser oscillator 21 the output corresponding to the change.

또한, 도 5(b)는 도 5(a)에 있어서의 YAG레이저 발진기(21)로부터 방출되는 레이저 빔(13)의 광로에 감쇠기(40)를 설치하고, 콘트롤러(39)는 출력검출기(38)로 검출한 출력 신호의 변화에 대응한 출력을 YAG레이저 발진기(21)가 아닌 상기 감쇠기(40)에 지령하는 것이다.5 (b) is provided with an attenuator 40 in the optical path of the laser beam 13 emitted from the YAG laser oscillator 21 in FIG. 5 (a), and the controller 39 is an output detector 38. Command to the attenuator 40 instead of the YAG laser oscillator 21.

이들 도 5에 도시된 본 발명의 박막제거 장치에서는, 시시각각 변화되는 레이저 출력의 피드백 제어가 최적으로 행해지게 된다. 그 때, 감쇠기(40)를 설치했을 경우에는, 레이저 빔(13)의 형상을 흩뜨리는 일 없이 레이저 출력의 조정이 행해지게 된다.In the thin film removing apparatus of the present invention shown in Fig. 5, the feedback control of the laser output which is changed from time to time is optimally performed. At that time, when the attenuator 40 is provided, the laser output is adjusted without disturbing the shape of the laser beam 13.

이와 관련하여, 상기한 본 발명의 효과를 확인하기 위해서 행한 실험 결과에 대해서 설명한다. 실험은 도 2(a)에 도시된 구성의 박막 기판(유리층:두께2mm, 아크릴층:두께1.6μm, 블랙 매트릭스층:두께1μm, ITO층:두께0.1μm)을 피가공물로 하고, 수직으로 레이저 빔을 입사시키는 종래방법과, 7O°의 각도로 경사지게 해서 100kHz의 반복 주파수로 레이저 빔을 입사시키는 본 발명의 방법을 비교함으로써 행하였다. In this regard, the experimental results performed to confirm the effects of the present invention described above will be described. The experiment was carried out using a thin film substrate (glass layer: thickness 2 mm, acrylic layer: thickness 1.6 μm, black matrix layer: thickness 1 μm, ITO layer: thickness 0.1 μm) having the configuration shown in FIG. This was done by comparing the conventional method of injecting a laser beam with the method of the present invention in which the laser beam is incident at a repetition frequency of 100 kHz by tilting at an angle of 70 degrees.

도 12∼도 14는 종래 방법으로 박막을 제거한 결과를, 도 15는 도 2(a)에 나타낸 구성의 본 발명 장치를 사용한 청구 범위의 제 5항에 기재된 본 발명 방법으로 박막을 제거한 결과를 나타낸 상태에서 본 사진을 그린 도면으로, 각기 우반분의 비교적 검은 부분은 블랙 매트릭스층 상에서의 가공 예, 좌반분의 비교적 흰 부분은 블랙 매트릭스층이 없는 부분에서의 가공 예로 본래는 투명하다. 이들 도면은 박막(ITO층)의 제거 상황과, 블랙 매트릭스층 상에서의 변색(검어짐)의 정도를 비교한다.12-14 show the result of removing a thin film by the conventional method, and FIG. 15 shows the result of removing the thin film by the method of this invention of Claim 5 using the apparatus of this invention of the structure shown to FIG. 2 (a). It is a figure which drew the photograph seen from the state, and the comparatively black part of each right half part is transparent, for example, the processing example on a black matrix layer, and the comparatively white part of the left half part is an example of processing in the part without a black matrix layer. These figures compare the removal situation of the thin film (ITO layer) with the degree of discoloration (darkening) on the black matrix layer.

도 12는 저출력(2.9W)인 경우의 결과를 나타낸 것으로, 낮은 입열(入熱)이기 때문에, 지면 좌측의 블랙 매트릭스층이 없는 부분에서는 박막(ITO층)이 제거될 수 없다. 한편, 지면 우측의 블랙 매트릭스층이 있는 부분에서는 박막(ITO층)은 제거되어 있지만, 박막(ITO층) 이외의 층에도 약간의 열영향이 있는 것이 판명된다. Fig. 12 shows the result of the low output (2.9 W), and because of low heat input, the thin film (ITO layer) cannot be removed in the part without the black matrix layer on the left side of the paper. On the other hand, although the thin film (ITO layer) is removed in the part with the black matrix layer on the right side of the paper, it is found that there is a slight thermal effect on the layers other than the thin film (ITO layer).

도 13은 중출력(7.5W)의 경우, 도 14는 고출력(41W)의 경우를 나타내지만, 이것들은 도 12에 도시된 것보다도 입열이 크므로, 지면 좌측의 블랙 매트릭스층이 없는 부분에서는 모두 박막(ITO층)을 제거할 수 있다. 한편, 지면 우측의 블랙 매트릭스층이 있는 부분에서는 박막(ITO층) 이외의 층에 열영향을 주고 있는 것이 판명된다.FIG. 13 shows the case of medium power (7.5W), while FIG. 14 shows the case of high power (41W), but these are larger in heat input than those shown in FIG. The thin film (ITO layer) can be removed. On the other hand, in the part with the black matrix layer on the right side of the paper, it is found that the thermal influence is given to layers other than the thin film (ITO layer).

이들에 대하여, 도 15에 도시된 본 발명 방법에서는 블랙 매트릭스층의 유무에 관계없이 박막(ITO층)만이 제거되어 그 밖의 층에는 열영향이 없는 것이 판명된다.On the other hand, in the method of the present invention shown in Fig. 15, only the thin film (ITO layer) is removed with or without the black matrix layer, and it is found that there is no thermal effect on the other layers.

이상의 실험 결과를 하기 표1에 나타내며, 본 발명에 따르면 종래에 비해서 층의 변화에 관계없이 박막의 제거가 가능해진다.The results of the above experiment are shown in Table 1 below, and according to the present invention, the thin film can be removed regardless of the change of the layer.

표1Table 1

투명부분Transparent 흑색부분Black part 박막(ITO층)의제거상황Removal status of thin film (ITO layer) 박막(ITO층)이외의 건전성Integrity other than thin film (ITO layer) 박막(ITO층)의제거상황Removal status of thin film (ITO layer) 박막(ITO층)이외의 건전성Integrity other than thin film (ITO layer) 종래법(저출력)Conventional method (low power) ×× 종래법(중출력)Conventional method (medium output) 종래법(고출력)Conventional method (high power) ×× 본 발명The present invention

주) 박막 제거상황 : ×는 제거할 수 없고, ○는 제거할 수 있다.Note) Thin film removal status: × cannot be removed and ○ can be removed.

박막 이외의 건전성 : ×는 열영향의 정도가 크고, △는 열영향의 정도    Integrity other than thin film: × is the degree of heat effect, △ is the degree of heat effect

가 작고, ○는 열영향이 없다.     Is small and ○ has no heat effect.

본 발명 방법의 실시예에서는, 청구 범위의 제 1항∼제 3항의 구성을 구비한 제 5항에 기재된 방법을 나타냈지만, 제 1항∼제 3항 중의 어느 하나가 기재된 방법이어도, 종래 방법과 비교해서 충분한 작용 효과가 있는 것은 말할 필요도 없다.In the example of the method of this invention, although the method of Claim 5 provided with the structure of Claim 1 thru | or 3 was shown, the method of any one of Claims 1-3 is a conventional method, It goes without saying that there is a sufficient working effect in comparison.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 동일 기판 상에서 재질, 색, 층구조 등의 상태가 변화되는 상태로도, 박막의 제거 상태가 변화되지 않으며, 게다가 저렴하고 범용적인 레이저 발진기를 사용해서, 높은 위치 결정 정밀도로 박막제거가 가능해진다.As described above, according to the present invention, even when the state of material, color, layer structure, etc. is changed on the same substrate, the removal state of the thin film does not change, and furthermore, by using an inexpensive and general-purpose laser oscillator, Thin film removal is possible with positioning accuracy.

Claims (24)

표면을 박막처리한 기판에 대해서 레이저 빔을 조사하여, 기판 표면의 박막을 제거하는 방법에 있어서, In the method of irradiating a laser beam with respect to the board | substrate with which the surface was thin-film-processed, and removing the thin film of the board | substrate surface, 상기 레이저 빔을, 상기 기판 표면에 대해서 경사진 방향으로부터 조사하는 것을 특징으로 하는 박막제거 방법.And the laser beam is irradiated from a direction inclined with respect to the substrate surface. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기판 표면에 대한 경사진 방향은, 기판 표면과 수직한 방향에서 40∼89°경사진 방향인 것을 특징으로 하는 박막제거 방법.The inclined direction with respect to the substrate surface is a direction inclined 40 to 89 ° in the direction perpendicular to the substrate surface. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 레이저 빔을, 0.1kHz∼300kHz의 반복 주파수에서 조사하는 것을 특징으로 하는 박막제거 방법.And irradiating the laser beam at a repetition frequency of 0.1 kHz to 300 kHz. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 레이저 빔의 에너지 분포를 일정하게 하는 기능을 갖는 광학계 혹은 광 파이버의 전송에 의해 균일한 톱 해트(top hat) 형상의 에너지 분포로 한 레이저 빔을 사용하는 것을 특징으로 하는 박막제거 방법.And a laser beam having a uniform top hat energy distribution by transmission of an optical system or an optical fiber having a function of making the energy distribution of the laser beam constant. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 레이저 빔의 에너지 분포를 일정하게 하는 기능을 갖는 광학계 혹은 광 파이버의 전송에 의해 균일한 톱 해트 형상의 에너지 분포로 한 레이저 빔을 사용하는 것을 특징으로 하는 박막제거 방법.A thin film removal method characterized by using a laser beam having a uniform top hat-shaped energy distribution by transmission of an optical system or an optical fiber having a function of making the energy distribution of the laser beam constant. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 레이저 빔의 단면형상의 한 방향의 에너지 분포를 균일한 톱 해트 형상으로 하고, 직교하는 방향의 에너지 분포를 가우시안 분포로 하는 기능을 갖는 광학계에 의해 선형상 단면형상으로 된 레이저 빔을 사용하는 것을 특징으로 하는 박막제거 방법.The use of a laser beam having a linear cross-sectional shape by an optical system having a function of making the energy distribution in one direction of the cross-sectional shape of the laser beam into a uniform top hat shape and the energy distribution of the orthogonal direction to a Gaussian distribution. Thin film removal method characterized in that. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 레이저 빔의 단면형상의 한 방향의 에너지 분포를 균일한 톱 해트 형상으로 하고 직교하는 방향의 에너지 분포를 가우시안 분포로 하는 기능을 갖는 광학계에 의해 선형상 단면형상으로 된 레이저 빔을 사용하는 것을 특징으로 하는 박막제거 방법.A laser beam having a linear cross-sectional shape is used by an optical system having a function of making the energy distribution in one direction of the cross-sectional shape of the laser beam into a uniform top hat shape and the energy distribution in the orthogonal direction as a Gaussian distribution. Thin film removal method. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 레이저 빔을 조사하는 광학계 혹은 레이저 헤드를, 기판 표면의 제거하고자 하는 박막에 대한 방향을 바꾸어서 복수 배치하고, 박막제거의 방향에 맞춰서 상기 광학계 혹은 레이저 헤드를 선택하거나, Arrange a plurality of optical systems or laser heads for irradiating the laser beam in the direction of the thin film to be removed on the substrate surface, and select the optical system or laser head in accordance with the direction of thin film removal, 또는 한 조의 상기 광학계 혹은 레이저 헤드를 회전 가능하게 설치하고, 박막제거의 방향에 맞춰서 상기 광학계 혹은 레이저 헤드의 조사 방향을 변화시키는 것을 특징으로 하는 박막제거 방법.Or a pair of the optical system or the laser head is rotatably installed, and the irradiation direction of the optical system or the laser head is changed in accordance with the direction of the thin film removal. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 레이저 빔을 조사하는 광학계 혹은 레이저 헤드를, 기판 표면의 제거하고자 하는 박막에 대한 방향을 바꾸어서 복수 배치하고, 박막제거의 방향에 맞춰서 상기 광학계 혹은 레이저 헤드를 선택하거나, Arrange a plurality of optical systems or laser heads for irradiating the laser beam in the direction of the thin film to be removed on the substrate surface, and select the optical system or laser head in accordance with the direction of thin film removal, 또는 한 조의 상기 광학계 혹은 레이저 헤드를 회전 가능하게 설치하고, 박막제거의 방향에 맞춰서 상기 광학계 혹은 레이저 헤드의 조사 방향을 변화시키는 것을 특징으로 하는 박막제거 방법.Or a pair of the optical system or the laser head is rotatably installed, and the irradiation direction of the optical system or the laser head is changed in accordance with the direction of the thin film removal. 제 4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 레이저 빔을 조사하는 광학계 혹은 레이저 헤드를, 기판 표면의 제거하고자 하는 박막에 대한 방향을 바꾸어서 복수 배치하고, 박막제거의 방향에 맞춰서 상기 광학계 혹은 레이저 헤드를 선택하거나Arrange a plurality of optical systems or laser heads for irradiating the laser beam in the direction of the thin film to be removed on the substrate surface, and select the optical system or the laser head according to the direction of thin film removal. 또는 한 조의 상기 광학계 혹은 레이저 헤드를 회전 가능하게 설치하고, 박막제거의 방향에 맞춰서 상기 광학계 혹은 레이저 헤드의 조사 방향을 변화시키는 것을 특징으로 하는 박막제거 방법.Or a pair of the optical system or the laser head is rotatably installed, and the irradiation direction of the optical system or the laser head is changed in accordance with the direction of the thin film removal. 제 5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 레이저 빔을 조사하는 광학계 혹은 레이저 헤드를, 기판 표면의 제거하고자 하는 박막에 대한 방향을 바꾸어서 복수 배치하고, 박막제거의 방향에 맞춰서 상기 광학계 혹은 레이저 헤드를 선택하거나Arrange a plurality of optical systems or laser heads for irradiating the laser beam in the direction of the thin film to be removed on the substrate surface, and select the optical system or the laser head according to the direction of thin film removal. 또는 한 조의 상기 광학계 혹은 레이저 헤드를 회전 가능하게 설치하고, 박막제거의 방향에 맞춰서 상기 광학계 혹은 레이저 헤드의 조사 방향을 변화시키는 것을 특징으로 하는 박막제거 방법.Or a pair of the optical system or the laser head is rotatably installed, and the irradiation direction of the optical system or the laser head is changed in accordance with the direction of the thin film removal. 제 6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 레이저 빔을 조사하는 광학계 혹은 레이저 헤드를, 기판 표면의 제거하고자 하는 박막에 대한 방향을 바꾸어서 복수 배치하고, 박막제거의 방향에 맞춰서 상기 광학계 혹은 레이저 헤드를 선택하거나Arrange a plurality of optical systems or laser heads for irradiating the laser beam in the direction of the thin film to be removed on the substrate surface, and select the optical system or the laser head according to the direction of thin film removal. 또는 한 조의 상기 광학계 혹은 레이저 헤드를 회전 가능하게 설치하고, 박막제거의 방향에 맞춰서 상기 광학계 혹은 레이저 헤드의 조사 방향을 변화시키는 것을 특징으로 하는 박막제거 방법.Or a pair of the optical system or the laser head is rotatably installed, and the irradiation direction of the optical system or the laser head is changed in accordance with the direction of the thin film removal. 제 7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 레이저 빔을 조사하는 광학계 혹은 레이저 헤드를, 기판 표면의 제거하고자 하는 박막에 대한 방향을 바꾸어서 복수 배치하고, 박막제거의 방향에 맞춰서 상기 광학계 혹은 레이저 헤드를 선택하거나Arrange a plurality of optical systems or laser heads for irradiating the laser beam in the direction of the thin film to be removed on the substrate surface, and select the optical system or the laser head according to the direction of thin film removal. 또는 한 조의 상기 광학계 혹은 레이저 헤드를 회전 가능하게 설치하고, 박막제거의 방향에 맞춰서 상기 광학계 혹은 레이저 헤드의 조사 방향을 변화시키는 것을 특징으로 하는 박막제거 방법.Or a pair of the optical system or the laser head is rotatably installed, and the irradiation direction of the optical system or the laser head is changed in accordance with the direction of the thin film removal. 레이저 발진기와, 이 레이저 발진기로부터 방출된 레이저 빔을 전송하는 광학계 혹은 광 파이버와, 상기 광학계 혹은 광 파이버의 선단에 설치된 레이저 헤드로부터 조사되는 레이저 빔을 기판 표면에 대해서 경사지게 하는 빔 경사 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 박막제거 장치.And a laser oscillator, an optical system or an optical fiber for transmitting the laser beam emitted from the laser oscillator, and beam inclination means for inclining the laser beam irradiated from the laser head provided at the tip of the optical system or the optical fiber with respect to the substrate surface. Thin film removal apparatus, characterized in that. 제 14항에 있어서, The method of claim 14, 상기 레이저 빔을 방출하는 광학계 혹은 광 파이버와 레이저 헤드를, 기판 표면의 제거하고자 하는 박막에 대한 방향을 바꾸어서 복수 배치함과 아울러, 광학계 혹은 광 파이버로의 레이저 빔의 스위칭 수단을 구비하거나Arrange a plurality of optical systems or optical fibers and laser heads for emitting the laser beam by changing the direction of the substrate surface to be removed, and providing a means for switching the laser beams to the optical systems or optical fibers. 또는 광학계 혹은 레이저 헤드의 회전 기구를 설치하고, 박막제거의 방향에 맞춰서 상기 광학계 혹은 레이저 헤드의 조사 방향을 변화시키도록 한 것을 특징으로 하는 박막제거 장치.Or a rotation mechanism of the optical system or the laser head, wherein the irradiation direction of the optical system or the laser head is changed in accordance with the direction of removing the thin film. 제 14항 또는 제 15항에 있어서, The method according to claim 14 or 15, 피가공 부재의 이동량을 검출하는 위치검출기와, 상기 위치검출기로 검출한 이동량에 근거하여 상기 레이저 발진기의 발진 동작을 제어하는 제 1콘트롤러를 구비한 것을 특징으로 하는 박막제거 장치.And a first controller for controlling the oscillation operation of the laser oscillator based on the movement amount detected by the position detector. 제 14항 또는 제 15항에 있어서, The method according to claim 14 or 15, 상기 레이저 발진기로부터 방출되는 레이저 빔의 광로에 감쇠기를 설치한 것을 특징으로 하는 박막제거 장치.And attenuator provided in the optical path of the laser beam emitted from the laser oscillator. 제 16항에 있어서, The method of claim 16, 상기 레이저 발진기로부터 방출되는 레이저 빔의 광로에 감쇠기를 설치한 것을 특징으로 하는 박막제거 장치.And attenuator provided in the optical path of the laser beam emitted from the laser oscillator. 제 14항 또는 제 15항에 있어서, The method according to claim 14 or 15, 상기 레이저 발진기로부터 방출된 레이저 빔의 출력을 검출하는 출력검출기와, 상기 출력검출기에서 얻어진 신호의 변화에 대응한 출력을 지령하는 제 2콘트롤러와, 상기 제 2콘트롤러로부터의 지령을 받아서 레이저 발진기의 전류를 조정하는 전류조정기로 이루어지는 레이저 출력 조정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 박막제거 장치.An output detector for detecting the output of the laser beam emitted from the laser oscillator, a second controller for commanding an output corresponding to a change in the signal obtained by the output detector, and a current of the laser oscillator in response to a command from the second controller Thin film removal apparatus characterized by comprising a laser output adjusting means consisting of a current regulator for adjusting the. 제 16항에 있어서, The method of claim 16, 상기 레이저 발진기로부터 방출된 레이저 빔의 출력을 검출하는 출력검출기와, 상기 출력검출기에서 얻어진 신호의 변화에 대응한 출력을 지령하는 제 2콘트롤러와, 상기 제 2콘트롤러로부터의 지령을 받아서 레이저 발진기의 전류를 조정하는 전류조정기로 이루어지는 레이저 출력 조정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 박막제거 장치.An output detector for detecting the output of the laser beam emitted from the laser oscillator, a second controller for commanding an output corresponding to a change in the signal obtained by the output detector, and a current of the laser oscillator in response to a command from the second controller Thin film removal apparatus characterized by comprising a laser output adjusting means consisting of a current regulator for adjusting the. 제 17항에 있어서, The method of claim 17, 상기 레이저 발진기로부터 방출된 레이저 빔의 출력을 검출하는 출력검출기와, 상기 출력검출기에서 얻어진 신호의 변화에 대응한 출력을 지령하는 제 2콘트롤러와, 상기 제 2콘트롤러로부터의 지령을 받아서 레이저 발진기의 전류를 조정하는 전류조정기로 이루어지는 레이저 출력 조정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 박막제거 장치.An output detector for detecting the output of the laser beam emitted from the laser oscillator, a second controller for commanding an output corresponding to a change in the signal obtained by the output detector, and a current of the laser oscillator in response to a command from the second controller Thin film removal apparatus characterized by comprising a laser output adjusting means consisting of a current regulator for adjusting the. 제 18항에 있어서, The method of claim 18, 상기 레이저 발진기로부터 방출된 레이저 빔의 출력을 검출하는 출력검출기와, 상기 출력검출기에서 얻어진 신호의 변화에 대응한 출력을 지령하는 제 2콘트롤러와, 상기 제 2콘트롤러로부터의 지령을 받아서 레이저 발진기의 전류를 조정하는 전류조정기로 이루어지는 레이저 출력 조정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 박막제거 장치.An output detector for detecting the output of the laser beam emitted from the laser oscillator, a second controller for commanding an output corresponding to a change in the signal obtained by the output detector, and a current of the laser oscillator in response to a command from the second controller Thin film removal apparatus characterized by comprising a laser output adjusting means consisting of a current regulator for adjusting the. 제 17항에 있어서, The method of claim 17, 상기 레이저 발진기로부터 방출된 레이저 빔의 출력을 검출하는 출력검출기와, 상기 출력검출기에서 얻어진 신호의 변화에 대응한 출력을 지령하는 제 2콘트롤러와, 상기 제 2콘트롤러로부터의 지령을 받아서 상기 감쇠기를 조정하는 감쇠기 조정기로 이루어지는 레이저 출력 조정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 박막제거 장치.An output detector for detecting the output of the laser beam emitted from the laser oscillator, a second controller for commanding an output corresponding to a change in the signal obtained by the output detector, and an adjustment from the second controller upon receiving a command from the second controller And a laser output adjusting means comprising an attenuator adjuster. 제 18항에 있어서, The method of claim 18, 상기 레이저 발진기로부터 방출된 레이저 빔의 출력을 검출하는 출력검출기와, 상기 출력검출기에서 얻어진 신호의 변화에 대응한 출력을 지령하는 제 2콘트롤러와, 상기 제 2콘트롤러로부터의 지령을 받아서 상기 감쇠기를 조정하는 감쇠기 조정기로 이루어지는 레이저 출력 조정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 박막제거 장치.An output detector for detecting the output of the laser beam emitted from the laser oscillator, a second controller for commanding an output corresponding to a change in the signal obtained by the output detector, and an adjustment from the second controller upon receiving a command from the second controller And a laser output adjusting means comprising an attenuator adjuster.
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