KR20050027154A - 다중 빔 마이크로 기계 가공 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

각각 동적으로 선택가능한 방향으로 전파하는 복수의 방사 빔을 제공하는 방사 에너지의 동적 지향 자원을 포함하는 에너지를 기질에 분배하는 시스템 및 방법.

복수의 빔 조정 요소내의 복수의 독자적으로 위치설정가능한 빔 조정 요소는 빔을 수용하고 이를 기질상의 선택가능한 위치로 가게한다. 복수의 레이저 빔 요소각 빔을 기질로 포커싱하기위해 복수의 빔 조정 요소과 관련된다.

Description

다중 빔 마이크로 기계 가공 시스템 및 방법{MULTIPLE BEAM MICRO-MACHINING SYSTEM AND METHOD}

본 발명은 일반적으로 다중 레이저 빔 위치설정과 에너지 분배 시스템에 관한 것으로 특히 전기 회로 기판내에 구멍을 형성하도록 채용되는 레이저 마이크로 기계 가공 시스템에 관한 것이다.

여러 가지 레이저 시스템이 마이크로 기계에 사용되며, 그렇지 않은 경우에는 열로 기판을 처리한다. 종래의 레이저 시스템은 기판상에 빔의 초점을 맞추기 위해 장치를 조정하는 빔과 기판사이에 위치하는 초점 광장치를 사용한다.

다중의 독립적으로 위치되는 레이저 빔을 채용하는 레이저 마이크로 기계 가공 장치는 참고로 2002년 6월 13일 제출된 미국 특허 출원 번호 10/170,212로 다중 빔 마이크로 기계 가공 시스템 및 방법이라는 제목으로 공개된 바 있다.

예를 들면 플랫 패널 디스플레이 기판에 부착되는 박막인 얇은 박막을 열처리하기 위해 다중의 독립적으로 위치설정가능한 레이저 빔을 채용하는 레이저 장치는 참고로 평면 패널 디스플레이 기판 제조 방법이라는 제목으로 2003년 2월 24일 제출된 PCT/IL03/00142에 공개되어 있다.

본 발명은 f-θ 스캔 렌즈의 사용을 피하고 동시에 포커싱된 레이저에너지를 기판에 전달하기 위한 개선된 다중 빔 레이저 빔 에너지 분배 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 또한 빔조정 장치와 기판사이에 위치한 초점 광장치를 피하고 포커싱된 레이저 에너지의 다중 빔을 기판에 동시에 분배하기위한 개선된 다중 빔 레이저 에너지 분배 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 또한 빔 조정과 더불어 각 레이저빔이 독자적인 초점과 독립적인 조정으로 작동하도록 기판에 다중 레이저 빔 에너지를 분배하는 통합된 다중 레이저 빔 에너지 분배 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 또한 소재상의 독자적으로 선택가능한 위치로 레이저 에너지를 분배하도록 작동가능한 다중 레이저 빔 레이저 에너지 분배장치를 제공하며 상기 장치는 빔 초점 광장치의 하류에 위치하는 빔 조정 모듈층을 가진다. 본 발명의 실시예에 따라 상기 빔 초점 광장치는 선택가능한 위치로 각 다중 레이저 빔을 독자적으로 포커싱할 수 있다.

본 발명은 또한 레이저 빔의 양보다 큰 레이저 빔 초점 모듈의 양을 포함하는 소재에 다중 레이저 에너지빔을 분배하기 위한 개선된 다중 빔 레이저 빔 에너지 분배 시스템 및 각 빔이 선택가능한 초점 모듈로 향하도록 사용되는 빔 디렉터를 제공하기 위한 것이다.

레이저 빔 초점 모듈의 제 1 세트를 통해 기판상의 제 1 세트의 선택가능한 위치로 포커싱된 레이저 에너지를 분배하는 동안 다른 레이저 빔 초점 모듈은 다음 다른 선택가능한 위치로 포커싱된 레이저 에너지를 분배하기위해 초점으로 이동한다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따라 레이저 에너지를 소재에 분배하는 기구 및 방법은 하나이상의 레이저 빔을 제공하는 레이저 에너지 자원 및 목표 영역을 함께 커버하는 소재상의 복수의 목표 부-영역으로 하나이상의 레이저 빔을 선택가능하게 조정하도록 배치된 복수의 레이저 빔 모듈 및 f-θ렌즈의 개입없이 소재상에 하나이상의 레이저 빔을 포커싱하도록 부가적으로 작동하는 복수의 레이저 빔 모듈을 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따라 레이저 에너지를 소재에 분배하는 기구 및 방법은 하나이상의 펄스화된 레이저 빔을 제공하고 펄스화된 반복률로 작동하는 하나이상의 펄스화된 레이저 에너지 자원 및 소재상의 선택된 위치로 각 하나이상의 레이저 빔을 선택가능하게 포커싱하도록 배치되는 복수의 레이저 빔 초점 광 모듈, 하나이상의 레이저 빔보다 큰 수의 복수의 레이저 빔 초점 광 모듈을 포함하고 이에따라 하나이상의 여분 레이저 빔 초점 광 모듈을 한정한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라 레이저 에너지를 소재에 분배하는 기구 및 방법은 하나이상의 레이저 빔을 제공하는 레이저 에너지 자원 및 하나이상의 레이저빔을 목표로하는 선택가능한 위치로 선택가능하게 조정하도록 배치된 복수의 빔 조정 모듈 및 레이저빔을 소재로 포커싱하기 위해 레이저 빔 조정 모듈에 연결된 복수의 레이저 빔 초점 광 모듈을 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라 레이저 에너지를 소재에 분배하는 기구 및 방법은 둘이상의 다른 위치로 소재에 레이저 빔을 분배하기 위한 둘이상의 레이저 빔을 제공하는 레이저 에너지 자원 및 둘이상의 레이저 빔을 수용하며 각 둘이상의 레이저 빔의 빔 매개변수를 독자적으로 동시에 제어하도록 작동하는 둘 이상의 광요소 및 인-패브리케이션 전기 회로상의 선택가능한 위치로 독자적으로 둘 이상의 레이저빔을 조정하도록 작동하능하고 둘이상의 레이저 빔을 수용하는 레이저 빔 조정 조립체를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라 전기 회로 기판에 레이저 에너지를 분배하기위한 기구 및 방법은 복수의 레이저빔을 동시에 출력하는 하나이상의 레이저 빔 및 독자적으로 선택가능한 위치에서 전기회로기판에 복수의 레이저 빔이 충돌하도록 하는 전기 회로 기판 및 f-θ광 요소없이 다른 독자척으로 선택가능한 위치로 복수의 레이저 빔을 포커싱하도록 작동하는 초점 광장치를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라 기판으로 레이저 에너지를 분배하기 위한 기구 및 방법은

하나이상의 펄스화된 레이저 빔을 제공하는 하나이상의 펄스화된 레이저 에너지 자원, 다른 초점 길이에서 목표상에 선택된 위치로 하나이상의 레이저빔을 선택가능하게 조정하도록 배치된 복수의 레이저 빔 조정 모듈, 다른 초점 길이를 보상하도록 상응하는 레이저빔 디렉터 모듈로 통과하는 레이저빔을 자동 포커싱하기 위한 복수의 레이저 빔 조정 모듈 상류의 복수의 자동 초점 광 모듈 및 자동 초점 광 모듈의 주기시간 및 하나이상의 펄스화된 레이저 에너지 자원의 펄스 반복율사이의 차이를 보상하는 복수의 레이저 빔 자동 초점 광 모듈을 포함하며, 복수의 레이저 빔 조정 모듈은 하나이상의 잔여 빔 조정 모듈을 한정하도록 하나이상의 레이저 빔 보다 다수이고, 복수의 레이저 빔 자동 초점 광장치는 하나이상의 레이저 빔보다 큰 수이며 이에따라 복수의 레이저 빔 디렉터 모듈내에 남은 하나이상의 잔여 레이저 빔 자동 초점 광 모듈을 한정한다.

본 발명의 여러 가지 실시예는 다음 특징과 특징 중의 적어도 하나를 포함한다. 그러나 다음의 구성요소, 특성 및 특징 중 몇가지는 홀로 또는 다른 특징 및 특성과 결합하여 나타날 수 있고 몇가지 다음 구성요소, 특징 및 특성은 다른 것을 개선하며, 몇가지 다음 구성요소, 특징 및 특성의 실행은 다른 구성요소, 특징 및 특성의 실행을 배제한다

레이저 에너지 자원은 레이저 및 복수의 레이저 빔으로 레이저의 출력을 변환하도록 작동하는 레이저 빔 분리기를 포함한다.

레이저 에너지 자원은 레이저및 개별적으로 향하는 복수의 레이저 빔을 제공하고 레이저의 출력을 수용하도록 작동하는 레이저 빔 디렉터를 포함한다.

빔 분리기는 레이저 광선을 수용하고 독자적으로 선택가능한 방향에서 둘이상의 각 레이저 빔을 출력하도록 작동한다.

레이저 에너지 자원은 레이저와 선택 가능한 수의 레이저 빔으로 레이저 출력을 분리하고 선택 가능한 위치로 각 레이저 빔을 개별적으로 향하도록 작동하는 AOD(음향광학 장치)를 포함한다.

레이저 빔 모듈은 소재상의 선택가능한 위치로 하나이상의 레이저 빔을 조정하는 하나이상의 레이저 빔과 소재상에 하나이상의 레이저빔을 포커싱하도록 작동하는 하나이상의 레이저 빔 조정 모듈의 상류에 하나이상의 레이저 빔 초점 광모듈을 포함한다.

선택적으로, 레이저 빔 모듈은 소재상의 선택가능한 위치로 하나이상의 레이저 빔을 조정하고 소재상에 초점내로 하나이상의 레이저 빔을 분배하는 선택가능한 위치로 실재거리를 보상하도록 선택적으로 연장 또는 후퇴하도록 작동하는 하나이상의 레이저 빔 조정 모듈을 포함한다.

레이저 빔 모듈은 층내에 배치된 복수의 레이저 빔 조정 모듈을 포함하고 각 레이저 빔 조정 모듈은 상응하는 목표 부 영역내의 선택가능한 위치로 레이저 빔을 조정하도록 작동한다. 각 레이저 빔 조정 모듈은 다른 레이저 빔 조정 모듈과는 관계없이 선택가능한 위치로 레이저 빔을 조정하도록 작동한다.

레이저 빔 초점 광 모듈은 상응하는 레이저 빔 조정 모듈과 함께 작동하고 초점 광 모듈은 선 선택 가능한 위치에서 소재로 레이저빔을 포커싱하도록 작동한다.

레이저 빔 모듈은 복수의 레이저 빔 조정 모듈과 상응하는 복수의 레이저 빔 초점 광 모듈을 포함한다. 각 레이저 빔 초좀 광 모듈은 목표 부-영역의 어떤 선택가능한 위치로 레이저빔을 포커싱하도록 작동한다. 레이저 빔 모듈은 하나이상 잔여 레이저 빔 모듈을 포함한다.

레이저 빔은 펄스화된 레이저 빔이다. 제 1 레이저 빔 조정 모듈은 제 1 선택가능한 위치로 초점내의 레이저 빔을 조정하도록 작동한다. 이어지는 펄스동안 제 2 레이저 빔 조정 모듈은 제 1 선택가능한 위치와는 다른 제 2 선택가능한 위치로 초점내의 하나이상의 레이저 빔을 조정하도록 작동한다.

레이저 빔 조정 모듈은 목표 목표 부-영역에서 선택 가능한 위치로 레이저 빔을 선택가능하게 조정하기위해 배치된다. 목표 선택 가능한 부 영역내의 몇몇 선택가능한 위치는 상응하는 초점 광 모듈로부터 다른 초점거리에 위치한다. 포커싱은 초점 광 모듈의 초점 매개변수를 역학적으로 변화시킴으로써 달성된다.

레이저 빔은 선택가능한 레이저 빔 초점 광 모듈로 선택가능하게 향할 수 있다. 레이저 빔 초점 모듈내의 잔여 각 레이저 빔은 각 레이저 빔 초점 광 모듈의 펄스 반복율과 주기시간사이의 차이를 보상한다.

펄스화된 레이저 에너지 자원의 제 1 펄스 동안 제1 레이저 빔 초점 광 모듈은 소재로 제 1 펄스화된 레이저 빔을 포커싱하도록 작동한다.

펄스화된 레이저 자원의 제 1 펄스 동안, 남은 레이저 빔 초점 광 모듈은 이어지는 선택가능한 위치에서 소재로 이이지는 펄스화된 레이저 빔을 포커싱하도록 요구되는 위치로 재위치설정되고 이어지는 펄스화된 레이저 빔이 펄스화된 레이저 에너지 자원의 이어지는 펄스동안 출력된다.

펄스화된 레이저 에너지 자원은 각 펄스 동안 복수의 펄스화된 레이저에 빔을 제공하기 위해 작동한다.

펄스화된 레이저 에너지 자원은 복수의 펄스화된 레이저 빔을 각 펄스에 대해 제공하기 위해 작동하고 복수의 레이저 빔 초점 광 모듈은 각 레이저 빔의 하나이상의 잔여 레이저 빔 초점 광 모듈을 포함한다.

소재상으로 레이저 빔을 포커싱하기 위해 레이저 빔 초점 광 모듈을 형성하는 주기시간은 하나이상의 펄스화된 레이저 자원의 펄스를 분리하는 시간 간격을 초과한다. 펄스화된 레이저 에너지 자원은 하나이상 펄스화된 레이저 빔을 선택적으로 편향하는 편향기를 포함한다. 편향기의 주기 시간은 펄스화된 레이저 자원의 펄스들사이의 시간간격보다 작다.

펄스화된 레이저 에너지 자원의 초기 펄스동안 편향기는 제 1 레이저 빔 초점 광 모듈로 초기 레이저 빔을 편향하도록 작동하고, 다음 펄스동안 잔여 레이저 빔 초점 광 모듈로 다음 레이저 출력을 편항하도록 작동한다.

복수의 레이저 빔 조정 모듈은 소재상의 선택가능한 위치로 레이저 빔을 조정하기 위해 복수의 레이저 빔 초점 광 모듈의 하류에 제공된다.

레이저 빔 초점 모듈은 선회 동작으로 인한 평평한 표면에 이격되는 변화를 보상하도록 연장 또는 후퇴하도록 작동하는 선택적으로 선회하는 거울을 포함한다.

레이저 빔 초점 모듈은 하나이상의 레이저빔을 조정하는 기능으로 광 통로의 길이내의 변화를 보상하기 위한 레이저 빔 조정 모듈의 부분을 움직이도록 작동하는 하나이상의 작동기를 포함한다. 펄스화된 레이저는 Q-전환된 펄스화 레이저를 포함한다. 펄스화된 레이저는 자외선 스펙트럼내의 레이저 빔을 출력한다.

레이저 빔 조정 조립체는 복수의 레이저 빔 조정 모듈을 포함한다. 레이저 빔 조정 모듈은 레이저 빔 조정 모듈의 이차원층내에 배치된다. 초점 조립체는 렌즈 모듈내에 배치된 둘이상의 동적으로 움직일 수 있는 광 요소를 포함한다. 교환 가능한 빔 매개 변수는 초점 매개 변수이다. 초점 모듈은 각각의 독립하여 선택 가능한 위치에서 둘이상의 레이저 빔을 포커싱하도록 작동한다. 둘이상의 레이저 빔은 동일한 레이저 빔 자원에서 비롯된다.

초점 모듈 층은 레이저 빔 자원과 레이저 빔 조정 조립체 사이에 배치된다. 초점에 모듈은 다른 초점 모듈내의 움직일 수 있는 렌즈요소가 각각 독자적으로 움직일 수 있는 하나이상의 렌즈요소를 포함한다. 제어기는 각각의 독립하여 선택 가능한 위치에서 둘이상의 레이저 빔을 독자적으로 포커싱하도록 움직일 수 있는 렌즈요소를 독자적으로 움직이도록 작동한다. 줌 렌즈 요소는 둘이상의 레이저 빔을 수용하고 레이저 빔의 빔 직경 특성을 변화시키도록 작동한다. 레이저 빔은 목표 부-영역내의 복수의 선택가능한 위치사이의 독자적으로 선택가능한 위치로 초점내에서 분배될 수 있다. 몇몇 독자적으로 선택가능한 위치는 다른 초점 매개변수를 가진다. 초점은 각 빔을 독자적 동적으로 포커싱함으로써 달성된다.

초점 모듈은 상응하는 초점 거리의 기능으로 독자적으로 선택 가능한 위치에서 각 레이저 빔에 초점을 맞추기 위해 작동한다.

빔 조정 조립체는 각 편향기를 독자적으로 선회하도록 편향기에 각각 연결된 두 작동기를 포함한다. 상기 작동기는 둘이상의 레이저 빔의 빔 초점 매개변수를 독자적으로 조정하기위해 각 편향기를 연장 또는 후퇴하도록 작동한다.

레이저 빔은 레이저 에너지를 인-패브리케이션 전기 회로내의 구멍을 통해 발생하는 레이저 에너지를 분배하도록 작동한다. 레이저 빔은 레이저 에너지를 인-패브리케이션 전기회로내의 수동 전기의 구성 요소로 레이저 에너지를 분배하기 위해 작동한다.

인-패브리캐이션 전기 회로는 인패브리캐이션 인쇄회로기판, 인패브리캐이션 집적회로, 인패브리캐이션 평면 패널 디스플레이이다. 레이저 빔은 인패브리캐이션 평면 패널 디스플레이와 같은 인패브리캐이션 전기회로내의 실리콘을 단련하기 위해 레이저 에너지를 분배하도록 작동한다.

레이저 빔은 인패브리캐이션 집적회로 또는 인패브리캐이션 평면 패널 디스플레이와 같은 인패브리캐이션 전기회로내의 이온 주입을 용이하게 하도록 레이저 에너지를 분배하기위해 작동한다.

본 발명의 다른 실시예에 따라 복수의 작동영역을 가지는 빔 편향기를 포함하는 동적으로 레이저 빔을 분리하기 위한 기구 및 방법이 제공되고 상기 빔 편향기는 복수의 작동영역중 최초의 하나에서 레이저 빔을 수용하고 제어 입력 신호에 응답하는 선택가능한 수의 출력 세그먼트를 제공하도록 작동한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라 복수의 작동영역을 가지는 빔 편향기 요소를 포함하는 레이저 빔을 동적으로 편향하기 위한 기구 및 방법이 제공되고 상기 빔 편향기 요소는 복수의 작동영역중 최초의 하나에서 입력 레이저 빔을 수용하고 한 부가적인 작동영역으로부터 봇수의 출력 빔 세그먼트 출력을 제공하도록 작동되고 하나이상의 출력 빔은 제 1 제어 입력 신호에 응답하여 독자적으로 편향된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라 작동영역중 최초의 것에서 레이저 빔을 수용하도록 작동하는 복수의 작동영역을 가지는 빔 편향기 요소를 포함하는 레이저 빔을 동적으로 편향하기 위한 기구 및 방법이 제공되고 이는 출력 빔 세그먼트의 선택가능한 수를 발생하도록 제어입력신호에 응답하며 하나이상의 출력 빔은 제 2 작동 영역으로부터의 출력이다.

본 발명의 상기 형태의 여러 가지 실시예는 다음 특징과 특징 중의 적어도 하나를 포함한다. 그러나 다음의 구성요소, 특성 및 특징 중 몇가지는 홀로 또는 다른 특징 및 특성과 결합하여 나타날 수 있고 몇가지 다음 구성요소, 특징 및 특성은 다른 것을 개선하며, 몇가지 다음 구성요소, 특징 및 특성의 실행은 다른 구성요소, 특징 및 특성의 실행을 배제한다

빔 분리기/편향기를 제어하는 제어 입력 신호는 펄스의 시퀀스를 포함하며 각 펄스는 각각의 출력 빔 세그먼트를 제어한다. 각각의 출력 빔은 제어입력 신호의 특징에 의해 제어되는 에너지 매개변수를 가진다. 각 출력 빔 세그먼트는 제어 입력 신호에서 펄스의 특징에 의해 제어되는 각 편향각에의해 편향된다. 각 출력 빔 세그먼트는 실질적으로 선택가능한 수의 출력 빔 세그먼트와 상관없이 동일한 단면 형태를 가진다.

선택가능한 수의 출력 빔 세그먼트는 제어가능한 에너지 매개변수를 가지며, 에너지 매개 변수는 에너지 밀도 또는 영향력이다. 출력 빔 세그먼트 사이의 에너지 밀도는 실질적으로 균일하게 되도록 선택가능하고 선택적으로, 실질적으로 균일하지 않게도 선택 가능하다.

빔 편향기는 출력 빔 세그먼트가 제어 입력 신호에 응답하는 각각의 선택 가능한 방향으로 향하도록 작동한다.

상기 빔 편향기는 음향-광학 편향기 및 제어 입력 신호에 응답하는 음향-광학 편향기내의 음향파를 발생하는 변환기를 포함한다. 상기 편향기는 제어 입력 신호에의해 형성된 음향파의 기능으로 몇몇 각 작동 영역에서 레이저 빔을 회절시킨다.

빔 리디렉터는 복수의 작동 영역중 제 1 의 것으로부터 제 2 방향으로 향하는 출력 빔 세그먼트를 수용하고 복수의 작동 영역중 제 2의 것으로 출력 빔 세그먼트를 향하게 하도록 작동한다. 빔 리디렉터는 복수의 영역을 가지는 제 1 거울을 포함하고 각 영역은 빔 분리기/편향기의 작동영역 또는 리디렉트된 빔의 부분을 통과하거나 리디렉트된 빔의 남은 부분을 평향거울로 반사한다. 빔 반사체/vusgirl에의해 빔 세그먼트 출력은 서로 평행하지 않다. 입력 레이저 빔은 복수의 작동영역중 최초의 것내에 부분적인 단면을 가진다.

빔 리디렉터는 리디렉트된 출력 빔 세그먼트의 부분적인 단면이 실질적으로 입력 빔의 부분적인 단면과 유사하도록 리디렉트된 출력 빔 세그먼트상에서 작동하는 정정 광장치를 가진다. 제어 입력 신호는 출ㄹ겨 빔의 에너지 매개변수를 제어하는 증폭 틀성 및 빔 방향을 제어하는 주파수 특성을 가진다. 상기 각 장치 및 방법은 선택된 위치에서 물질을 제거(ablation)하는 전기 회로 기판에 레이저 에너지가 분배되는 전기회로를 제조하는 공정의 부분이나 단련 또는 이온 주입 공정의 부분으로 채용될 수 있다. 이에 제한되지 않으나 부가적인 포토리도그라피, 에칭 또는 금속 침전 공정과 같은 부가적인 전기 회로 제조 공정 작동이 통상 전기회로 기판상에 수행된다.

본 발명은 도면이 수반된 하기 상세한 설명에서 더욱 상세히 설명된다.

도 1A를 참조하면, 이는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성되고 작동하는 전기회로를 제조하기 위해 시스템과 기능의 개략도이이며 도 1B는 도 1A의 시스템 및 기능에서 사용된 레이저에 의한 레이저 펄스의 타이밍 그래프이다.

도 1A에 도시된 시스템은 일반적인 용어로써 전기 회로 기판과 같은 소재에 다중 빔의 에너지를 동시에 분배하도록 작동하는 레이저 마이크로-기계가공 기구(10)를 포함한다.

기구(10)는 특히 인쇄회로기판을 제조하는 동안 인쇄회로기판 기판(14)내의 위치(13)에서 바이어스(12)와 같은 구멍을 마이크로-기계가공 하는데 유용하다.

기구(10)는 기판의 열처리 또는 마이크로 기계가공을 채용하는 다른 적절한 제조 공정에서 사용하기위해 상술한 본 발명에서 벗어나지 않고 채용될 수 있다.

상기 공정들은 제한되지 않고 평면 패널 디스플레이내의 무정형 실리콘의 선택적인 단련, 평면 패널 디스플레이상의 얇은 필름 트랜지스터와 같은 반도체 트랜지스터의 도핑을 도우는 선택적인 레이저, 전기회로로부터 솔더 마스크의 제거 및 인쇄회로 기판내에 내장된 저항 및 볼 그리드 층 기판 및 "플립-타입" 반도체 회로상의 범프와 같은 수동 전자 요소의 트리밍을 포함한다.

따라서, 비록 본 발명은 마이크로-기계가공 인쇄회로 기판에 관해 서술되었으나 본 발명의 범위는 상기에 제한되지 않는다.

하기하는 시스템 및 방법을 사용하는 마이크로-기계가공되기에 적절한 기질(14)과 같은 인쇄회로 기판 기질은통상 예를들어 하나 또는 그 이상의 전기 회로를 가지는 에폭시 글라스와같은 유전체 기질을 포함한다.

통상 전도체 패턴(16)은 각 전기 회로 층상에 선택가능하게 형성된다. 상기 기질은 단일층 또는 함께 접착된 몇몇 기질층을 포함하는 적층의 선택으로 형성될 수 있다.

또한 상기 기질(14)의 최외층은 도 1에 도시된 바와 같이 형성된 전도체 패턴(16)을 포함할 수 있다.

선택적으로, 기질(14)의 최외층은 예를들어 참조번호 17로 나타나는 영역으로 보여지는 것과 같이 기질(14)의 외부표면의 연속적인 부분을 실질적으로 중첩하는 금속 포일을 포함할 수 있다. 다른 관련적용에서 기질(14)은 예를들어 인패브리케이션 평면 패널 디스플레이일 수 있다.

본 발명의 도 1A에 도시된 실시예에 따라 레이저 마이크로 기계 가공 기구(10)는 레이저 빔(22)을 출력하는 펄스화된 레이저(20)를 포함한다. 펄스화된 레이저 빔(22)은 레이저 펄스 그래프(26)(도 1B)에서 최고점(24, 25)에의해 나타나는 광 펄스의 흐름으로 한정된다. 본 발명의 실시예에 따라 펄스화된 레이저(20)는 약 10-100kHz, 바람직하게는 10-30 kHz사이의 펄스 반복율에서 펄스화된 UV 레이저를 제공하는 주파수가 세배인 Q-스위치 YAG 레이저이다.

적절한 Q-스위치드 레이저는 예를들어 미국 캘리포니아, 스펙트라 피직스 광파 전자 및 코헤어런트 인크에서 이용가능하다. 프린트 회로 기판을 제작하기 위해 사용되는 전형적인 물질과 적절하게 상호 작용하는 다른 상업적으로 이용가능한 펄스화된 레이저가 또한 사용될 수도 있다.

유리를 포함하는 마이크로 기계 가공 기질을 위해 적절한 펄스화된 UV 레이저 빔을 출력하도록 작동하는 펄스화된 레이저(20)로 사용하기 위한 다른 적절한 레이저는 본 출원인의 미국 특허 출원 번호 제 10/167,472호에 참조로 공개되어 있다.

도 1A에 도시된 실시예에서 펄스화된 레이저 빔(22)이 음향-광학 편향기(AOD)(30)와 같은 제 1 가변 편향기 조립체내의 이미지 평면(도시되지 않음)으로 분배되는 웨이스트를 가지는 좁은 빔(23)으로 평평한 빔(22)으로 작동하는 원통형 렌즈와 같은 제 1 렌즈(28)상에 충돌한다. AOD(30)는 변환기 요소(32)와 수정 또는 다른 적절한 크리스탈 물질로 형성된 투명 크리스탈 수단(34)을 포함하는 것이 바람직하다.

도 1A에 도시된 마이크로 기계가공기구(10)에 대한 여러 가지 설계의 상세한 설명은 당업자에게 명쾌함을 유지하고, 본 발명의 중요한 부분에 대한 혼돈을 피하기 위해 생략되었다. 예를들어 다양한 렌즈와 광학 통로는 실측으로 도시되지 않는다. 또한, 몇몇 렌즈. 예를들어 렌즈(28)(제한적인 것이 아님)는 도시되지 않은 분리된 몇 개의 렌즈 요소를 포함한다.

마찬가지로 광선 안정화 수단은 숙련되는 광학 설계자의 능력 내에서 일반적으로 명료성을 유지하고 본 발명 내용의 혼돈을 피하기 위해 생략되었다.

다시 도 1A를 참조하면 변환기(32)는 제어신호(36)를 수용하고 AOD(30)의 크리스탈 수단을 통해 전파하는 음향파(38)를 발생한다. 제어신호(36)는 RF 모듈레이터(40)에의해 제공되고 바람직하게는 직접 디지털 합성기(DDS)에의해 구동되는 RF 신호 또는 다른 적절한 신호 발생기 또는 예를들어 전압 제어 오실레이터(VCO)이다.

DDS(42)와 통신과 작동하는 시스템 제어기(44)와 레이저 드라이버(도시되지 않음)는 제어신호(36)와 펄스화된 레이저 빔(22)을 한정하는 레이저 펄스(24)사이에서 협동하도록 제공되어 기질(14)의 부분이 예를들어 제조되는 전기회로의 의도하는 설계 패턴에 따라 제거되게 된다. 상기 설계 패턴은 예를들어 CAD 또는 CAM 데이터 파일(46) 또는 제조되는 전기회로를 나타내는 다른 적적한 컴퓨터 파일을 제공할 수 있다.

몇 가지 적용예에서, 펄스화된 레이저 빔(24)은 예를들어 참고적으로 본 출원인의 2002년 6월 13일자 미국 특허 출원 제 10/170,212호 명칭"다중 광선 마이크로 기계 가공 시스템 및 방법"과 2003년 2월 24일자 PCT 출원 PCT/IL03/00142호에 서술된 박막 트랜지스터 내의 무정형 실리콘 또는 레이저 지원 이온 주입의 레이저 지원 단련시 사용하기위해 제거하지 않고 기질의 부분을 가열하도록 기질(14)에 분배된다.

공지된 바와 같이 크리스탈 수단(34)내의 음향파(38)의 존재는 그위에 충돌할 때 파(38)의 주파수의 함수인 입력 빔의 축에 입사하는 축에 대한 각에서 빔(23)이 다음 공식에 따라 편향되도록 한다.:

θn=Δfn*λ/vs

여기서 Δfn=fn-f0

λ= 빔(22)의 파장

vs= AOD(30)의 크리스탈(34)내의 소리속도 및 n은 하기하는 레이저 서브-빔의 지수를 나타내는 정수

본 발명의 실시예에 따라 AOD(30)는 빔(23)이 분리되는 세그먼트의 수와 각 세그먼트의 편향각 중 하나를 지배하는 동적 빔분리기와 빔 편향기로 기능하도록 작동된다. 신호(36)는 크리스탈 수단(34)의 활동 부분을 통해 균일한 주파수에서 음향파(38)가 진행하도록 선택적으로 제공된다. 선택적으로, 신호(36)는 크리스탈 수단(34)내의 활동 부분내의 다른 주파수와 함께 음향파(38)가 전파하도록 선택적으로 제공된다.

본 발명의 실시예에 따라 신호(36)는 음향파(38)가 AOD930)내에서 다른 주파수로 발생되도록 하여 음향파(38)가 레이저 빔(23)내의 레이저 펄스(24)와 상호작용하는 순간 음향파(38)가 둘이상의 다른 주파수 요소를 포함하도록 한다.

상기 요소들은 예를들어 둘 이상의 다른 중첩된 주파수 또는 두 부분적으로 동일한 주파수로 분리된 영역을 구성할 수 있다. 한 주파수 요소이상으로 음향파(38)가 발생함에 따라 AOD(30)로부터 각 세그먼트가 출력되는 빔(23)의 분절화와 각 방향이 제어된다. 통상 신호(36)는 정해진 펄스(37)의 시퀀스를 포함하여 음향파(38)내에 발생하는 다른 주파수 요소가 빔(23)내의 레이저 펄스(24)가 이들위에 충돌하는 순간에 AOD(30)와 부분적으로 분리되도록 한다. 선택적으로 다른 주파수가 주파수 요소들(도시되지 않음)을 부분적으로 중첩하는 복잡한 주파수 형태내에 중첩된다.

본 발명의 실시예에 따라 음향파(38)는 비균일 파형내의 크리스탈 수단(34)을 통해 전파되고 레이저 빔(23)과 상호작용하여 빔(23)이 둘 이상의 빔 세그먼트(50) 또는 서브-빔으로 분절되도록 한다. 빔 세그먼트(50)는 시선으로 도 1에 도시된다. 하기에 더욱 상세히 설명되는 바와 같이 빔 세그먼트(50)는 설정된 빔 통로(51)인 몇몇 다른 빔 통로를 따라 전파할 수 있다. 빔 세그먼트(50)로 점유되지 않은 통로는 점선으로 도 1A에 도시된다.

각 빔 세그먼트(50)는 이들위에 충돌하는 레이저 빔(23)내의 펄스를 이때 크리스탈 수단(34)내의 음향파 주파수 또는 주파수의 기능인 각 θn로 편향되는 것이 바람직하다.

각 빔 세그먼트(50)는 오직 한 주파수를 가지는 음향파에 의해 제공되는 단일 세그먼트 또는 그 길이를 따라 몇몇 다른 주파수를 가지는 음향파에 의해 제공되는 도 1에 도시된 몇몇 세그먼트이든 아니든 가변 편향기 조립체(52)상에 충돌하게 된다.

가변 편향기 조립체(52)는 빔 조정 모듈(54)의 층을 포함한다. 각 모듈은 기질(14)상에 선택가능한 우치로 그 위에 충돌하는 빔을 조정하도록 의도하는 공간 경사로 각 편향기 요소(56)를 독립적으로 경사지게 하도록 작동하는 독립적으로 경사질 수 있는 편향기 요소(56)와 작동기(58)를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따라, 가변 편향기 조립체(52)는 광 멤스(MEMs) 장치를 포함하거나, 적절한 압전기의 모터로 경사질 수 잇는 거울의 층으로 형성되거나, 검류계의 층으로 형성되거나 독립적으로 경사가능한 반사체 장치의 다른 어느 적절한 배열도 포함한다. 도 1A에 도시된 가변 편향기 조립체(52)의 예시 형태에서, 압전기 활성 조정 모듈(54)의 4*5층이 제공된다. 독립적으로 경사가능한 조정 모듈(54)의 적절한 양을 포함하는 다른 어느 배열도 사용될 수 있다. 도 1A에 도시된 바에 따라, 각 빔 조정 모듈(54)의 작동은 예를 들어 시스템 제어기(44)와 통신 작동하는 서보 제어기(60)에 의해 독립적으로 제어된다.

각 빔 조정 모듈(54)은 제조되는 전기회로의 의도된 설계 패턴에 따라 요구되는 위치(13)에서 기질(14)상에 충돌하도록 상응하는 광선 빔 세그먼트(50)를 조정한다. 각 설계 패턴은 제조되는 전기 회로의 CAM 데이터 파일(46) 또는 다른 적절한 컴퓨터 파일 표현에 의해 제공될 수 있다.

이제 AOD(30)의 광 통로 하류를 따라 진행함에 따라 도 1A에 도시된 빔 세그먼트(50)는 AOD(30)으로부터 출력되어 이들이 들어오는 빔(23)의 광축에 대해 경사지는 평면 내에 있도록 한다. 빔 세그먼트(50)가 AOD(30)에 의해 통상 편향되는 각 θn은 10-2 라디안의 순서로 들어오는 빔(23)의 광 축에 비해 매우 작다.

더 작고 경제적 기능적인 시스템을 제공하기 위해, 하나 이상의 망원 광요소와 같이 빔 세그먼트(50)사이의 분리성을 증가시키도록 작동하는 렌즈(60)에 의해 개략적으로 나타나는 빔 각도 확장기는 AOD(30) 하류에 제공된다.

선형의 이차원 매핑 조립체(62)는 제 1 평면에 있는 상기의 것과 같이 이들을 제 1 편향 빔 반사 또는 빔 반사체(66)의 층을 포함하는 조립체(64)로 향하게 하는 빔 세그먼트(50)을 수용한다. 매핑 조립체(62)는 적절한 공간 경사사내에 위치되는 복수의 매핑된 섹션(63)으로 형성되어 주어진 매핑된 섹션(63)에 충돌하는 AOD(30)에 의해 출력되는 각 빔 세그먼트(50)가 매핑되는 상응하는 빔 반사체(66)로 향하도록 한다.

각 빔 반사체(66)는 그 공간 경사가 다른 반사체(660의 독립적으로 조정되도록 하는 적절한 조정가능한 홀더내에 설정된다. 본 발명의 실시예에 따라, 반사체(66)의 층은 빔 통로(51)를 따라 매핑 조립체(62)로부터 수용되는 빔 세그먼트(50)를 지시하기 위해 조정된다. 빔 통로(51)의 최소한 몇몇 그리고 도 1A 전체에서 보이는 실시예에서 모든 것이 빔(23)이 전파하는 평면에 대해 수직으로 배치된다는 것을 주의하여야 한다. 그러나 모든 빔 통로(51)는 반사체 조립체(64) 편향기 조립체(52) 사이에서 평행 경사를 일반적으로 유지한다. 이와 같이, 빔 세그먼트(50)는 빔(23)이 전파하는 평면 외부에 있는 평면내에 있는 위치로 도달하기 위해 평행한 통로(51)를 따라 전파한다.

이와 같이, 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에서, 반사체 조립체(64) 하류의 가변 편향기 조립체(52)에 충돌하기 전에 광선 통로(51)는 각각 빔 세그먼트(50)의 단면 직경을 제어하기 위한 줌 기능을 제공하는 줌 렌즈(68)층, 빔 형성 기능을 제공하는 빔형성렌즈(70)층 및 빔 통로(51)중 어디내에 빔 세그먼트(50)를 위한 독립 포커싱 기능을 제공하는 독자적으로 제어가능한 빔 초점 렌즈(72)의 층을 통과한다. 각 빔 통로(51)는 가변 편향기 조립체(52)내의 상응하는 빔 조정 모듈(54)에 도달한다. 조정 모듈(54)에 도달하는 빔(50)은 반사 요소(56)에 의해 기질(14)상에 독자적으로 선택가능한 위치(13)강조하도록 독자적으로 조정된다.

도 1A에 도시된 실시예에서, 예를 들어 각 반사 요소(56)의 공간 경사는 화살표(59)로 표시되는 방향으로 작동하는 별형 배치 내에 배열되는 셋이상의 압전기 포지셔너(58)를 포함하는 위치 설정 장치로 독립하여 제어된다. 적절한 압전기 포지셔너는 참고로 2002년 6월 13일에 출원된 미국 특허 출원 제 10/170,212호에, "다중 빔 마이크로 기계 가공 시스템 및 방법" 이라는 제목으로 서술되어 있다.

상기 줌 기능은 예를들어 줌렌즈가 각 빔 통로(51)를 위해 제공되는 줌 렌즈 층(68)을 움직임으로써 제공될 수 있다. 상기 배열은 각 줌 렌즈가 더 작거나 덜 비쌀수 있기 때문에 바람직한 반면 전체 또는 몇몇 부분적인 빔 세그먼트(50)를 전파하는 빔을 수용하는 하나 또는 그 이상의 줌 렌즈가 채용될 수도 있다. 통상 줌렌즈 층(68)내의 렌즈는 모든 빔 세그먼트(50)가 일반적으로 동일한 직경을 가지는 것을 보증하기 위해 함께 움직인다.

그러나, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 다른 줌이 적용되어 몇몇 빔이 다른 빔보다 더 크거나 작은 줌 요소에 의해 줌될 수 있게 된다. 빔 형성 렌즈(70)의 층은 예를들어 에너지 프로파일 형성과 같은 빔 형성 기능을 제공한다. 상기 형성기능은 예를들어 공지된 회절 및 굴절 광 요소를 사용하여 제공될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라 다른 빔 형성 양태가 렌즈 또는 빔 형성 요소의 측면으로 배치된 중첩 부-층에 의해 제공된다.

따라서 도 1A에 도시된바와 같이 각 빔 세그먼트(50)는 측면 광학 요소에 의해 네 측면 중 하나를 통과한다. 각 빔 통로(51)를 위해 주어진 제 1 빔 형성 기능은 제 1 광요소에 의해 빔(50)에 제공되고 제 2 빔 형성 기능은 제 2 광 요소에 의해 빔(50)에 제공되고, 제 3 빔 형성 기능은 제 3 광요소에 의해 빔(50)에 제공되며, 제 4 빔 형성 기능은 제 4 광요소에 의해 빔(50)에 제공된다.

층(70)내의 모든 요소들을 고정하는 홀더를 적절히 움직임으로써 주어진 형태의 광 요소가 통로(51)를 따라 지나가는 각 빔 세그먼트(50)에 의도하는 빔 형성 기능을 제공하기 위해 각 빔 통로(51)에 대해 적절히 위치한다. 도시된 예에서, 예를들어 빔 세그먼트(50)는 네 빔 형성 요소의 두 번째를 통과한다.

본 발명의 특징은 독립적으로 제어가능한 빔 초점 렌즈(72)의 층이 각 초점 모듈이 이들 통과하는 빔 세그먼트(50)를 포커싱하는 복수의 초점 모듈(74)을 포함한다는 것이다. 각 초점 모듈(74)은 다른 초점 모듈(74)과 연결된 상응하는 이동가능 렌즈(76)와 독자적으로 작동되는 하나이상의 이동가능 렌즈(76)를 포함한다.

각 빔 세그먼트(50)는 다른 빔 세그먼트(50)와 독자적으로 선택가능한 위치(13)에서 기질(14)로 포커싱되고 빔 조정 모듈(54)에 의해 선택가능한 위치(13)로 조정된다. 독자적인 초점 특성은 예를들어 초점 모듈(74)과 빔 세그먼트(50)가 기질(14)에 충돌하는 선택가능한 위치사이의 다른 초점 거리를 보상한다. 다른 초점 거리는 예를들어 다른 거리에 있는 위치(13)로 조정되는 빔으로 인해 발생할 수 있다.

결과적으로, 각 빔 세그먼트(50)는 다른 빔 세그먼트(50)와는 독자적으로 기질(14)상의 선택가능한 위치(13)로 서택적으로 포커싱될 수 있고 몇몇 빔 세그먼트(50)는 상응하는 선택가능한 위치로 동시에 선택적으로 포커싱될 수 있다.

비록 줌 렌즈, 빔 형성 렌즈, 초점 렌즈 및 빔 조정 모듈이 분리된 기능 조립체로 그룹으로 도 1A에 도시되어 있으나 상기 그룹은 본 발명의 주된 사상을 단지 간단히 묘사하는 것에 불과하다는 것을 주목하여야 한다.

실제로, 각 줌, 빔 형성, 빔 초점 및 빔 조정 기능은 당해 업계에 명백한 바와 같이 광요소의 적절한 그루핑 또는 배치로 제공될 수 있다. 따라서, 단순성을 위해 각 빔(50)을 위한 최소한의 독립적인 빔 초점 및 빔 조정 기능을 제공하는 광 요소의 어떤 적절한 조합 또는 배치가 레이저 빔 모듈로 참조될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 도 1에 도시된 예에서와 같이 초점 모듈(74)의 수는 빔 통로(51)의 수에 상응하고 주어진 레이저 펄스(24)에 응답하는 AOD(30)로부터 출력되는 빔 세그먼트(50)의 수를 초과한다. 빔 세그먼트(50)의 수에 비해 증가된 초점 모듈(74)의 수는 초점 모듈(74)의 수의 여분을 제공한다. 제 1 세트의 초점 모듈(74)이 AOD(30)에 의해 출력되는 각 빔 세그먼트(50)의 초점과는 독자적으로 작동하고 제 1 세트의 선택가능한 위치로 조정되는 동안 다른 여분의 초점 모듈(74)중 하나내의 이동가능한 렌즈(76)는 각각 새로운 초점 위치로 이동한다. 마찬가지로 최소한 몇몇 상응하는 조정 모듈(54)이 상응하는 새로운 위치로 이동한다.

새로운 초점 위치는 선택가능한 위치(78)의 제 2 그룹으로 조정됨에 따라 이어지는 레이저 펄스925)로부터 상응하는 빔 세그먼트(50)를 포커싱하는데 적절하다. 따라서, 이어지는 펄스(25)동안 AOD(30)내의 음향파(38)는 빔(23)을 다른 빔 세그먼트로 분리하고 이에따른 다른 빔 세그먼트(50)로 편향하여 이들이 다른 초점 모듈(74)을 통과하도록 한다.

다른 초점 모듈(74)은 이제 기질(14)상의 선택가능한 위치(78)의 제 2 그룹으로 초점내의 다른 빔 세그먼트(50)로 분배되도록 적절히 형성된다. AOD(30)는 레이저 빔(22)의 연속적인 펄스(24, 25)사이의 시간 간격보다 짧은 주기 시간을 가진다는 것을 주목하여야 한다.

환언하면, AOD(30)로부터 출력되는 각 방향과 빔 세그먼트(50)의 수중 하나를 바꾸도록 레이저 펄스(25)에 의해 충돌할 때 다른 주파수 구성을 포함하기 위해 AOD(30)내의 음향 파(38)를 재형성하는데 요구되는 시간은 연속적인 펄스(24, 25)사이의 시간 분리보다 적다

결과적으로, 빔 세그먼트(50)의 수와 각 빔 세그먼트(50)의 방향θn은 펄스(24, 25)를 분리하는 시간간격 보다 적은 빔 초점 모듈(74)과 조정 모듈(54)의 상응하는 쌍을 선택하기 위해 이에따라 바뀔 수 있다. 빔 세그먼트(50)의 선택가능한 수를 출력하고 각 빔 세그먼트(50)를 제어하는 AOD(30)의 바람직한 실시예는 하기에 도 3A-3C로 더욱 상세히 설명된다.

빔(22)내의 펄스(24, 25)사이의 시간간격보다 빠른 AOD(30)의 주기시간과는 반대로 빔 조정 모듈(52)과 빔 초점 모듈(74)의 각 주기 시간은 통상 빔(22)내의 펄스(24, 25)사이의 시간간격보다 느리다. 이것은 빔 조정 모듈(54)내의 반사체 요소(56)를 재위치설정하거나 초점 모듈(74)내의 이동가능한 렌즈(76)를 움직이는데 요구되는 시간간격이 연속하는 펄스(24, 25)사이의 시간간격보다 크다는 것을 의미한다. 그러나, AOD(30)내의 음향파가 펄스(24, 25)사이의 시간간격보다 적은 시간내로 재위치설정될 수 있고, 초점 모듈(74)과 빔 조정모듈(54)내의 여분으로 인해 AOD(30)는 하나 또는 그 이상의 이전의 펄스 간격동안 적절히 재위치설정되는 초점 모듈(74)과 빔 조정 모듈(54)(즉 레이저 빔 모듈)쌍을 선택하는데 사용될 수 있다.

초점 모듈(74)의 여분과 빔 조정 모듈(54)의 장점은 빔(22)내의 펄스(24, 25)의 최적 사용을 가능하게 한다는 것이다.

몇몇 초점 모듈(74)과 빔 조정 모듈(54)이 제 1 펄스(24)(EH는 제 1 세트의 펄스)와 관련되어 빔 세그먼트(50)를 실제로 조정하는 동안, 다른 비사용된 즉, 잔여 초점 렌즈(76)와 상응하는 반사체 요소(56)가 재위치설정되어 이들의 상응하는 초점 모듈(72)과 조정 모듈(54)을 통과하는 이어지는 빔 세그먼트(50)는 다른 선택가능한 위치(78)로 초점내에 분배된다.

펄스(24) 사이의 시간간격 내로 음향파(38)를 재변경함에 따라, AOD(30)는 펄스의 손실없이 독자적으로 선택가능한 위치로 포커싱된 빔을 분배하기 위해 이와 같이 적절하게 위치설정된 초점 모듈(74)과 빔 조정 모듈(54)을 선택하는데 사용된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 상기 재위치 설정 및 선택 공정은 복수의 빔을 위해 동시에 수행된다.

상술한 배열의 특징은 가변 편향기 조립체(52)내의 빔 조정 모듈(54)과 기질(14)사이에 f-θ 광장치 또는 다른 스캔 광장치가 개입되지 않는 것이다.

집중 초점 모듈(74) 및 조정 모듈(54)을 통과하는 빔 세그먼트들(50)은 함께 어떤 한쌍의 초점 모듈(74)과 빔 조정 모듈(54)이 관련된 부-목표 영역보다 큰 기질(14)상의 목표 영역을 커버한다. 어떠한 개입하는 f-θ 렌즈도 도 1A에 도시된 시스템내의 가변 편향기 조립체(52)의 하류에 제공되지 않기 때문에 기질(14)에서 각 빔 세그먼트(50)의 초점은 빔 조정 모듈(54)의 상류의 빔 세그먼트(50)를 독자적으로 포커싱함으로써 유지된다.

빔 조정 모듈(54)앞에 상류 포커싱이 없으면, 기질(14)상의 몇몇 선택가능한 위치(13)로 분배될 때 빔 세그먼트(50)는 초점이 맞지않을 수 있다. 초점의 손실은 예를들어 빔 세그먼트(50)가 통상 유한이고 작은 허용가능한 초점 범위를 가지기 때문에 초래될 수 있다.

따라서, 조정 모듈(54)내의 반사체(56)의 선회는 하기하는 바에 따라 비보상된 초점 영역의 만곡을 초래한다. 이와 같이 기질(14)의 일반적으로 평평한 표면(17)상의 몇몇 선택가능한 위치에서 초점의 손실을 초래하는 거리의 충분한 증가가 있을 수도 있다.

선택적으로 본 발명의 실시예에 따라 초점 보상기능은 상류의 초점 모듈을 피하도록 적절한 빔 조정 모듈(54)에서 제공될 수 있다.

상기 형태에서 빔 초점 모듈(54)은 반사체 요소(56)를 선회함으로써 동시에 빔 세그먼트950)를 조정하고 연장하거나 후퇴시키고 선회로부터 유발된 초점 변경을 보상하기 위해 광통로를 줄이거나 늘리도록 작동하게 복잡한 공간적 위치설정을 제공하도록 형성된다.

다음은 시스템(10)의 작동과 기능의 개략적인 서술이다:

음향파(38)는 빔(22)의 펄스(24, 25)와 함께 동기화된 크리스탈(34)에서 발생된다.

원하는 음향파 구조가 제 1 레이저 빔 펄스(24)가 빔(23)을 빔 세그먼트(50)로 나누기 위해 충돌하는 시간에 크리스탈 수단(34)내에 존재하도록 음향파(38)가 전파된다. 출력 빔 세그먼트(50)의 각 방향은 음향파(38)의 주파수의 기능으로 독자적으로 제어된다.

통상 음향파(38)는 예를들어 그 크리스탈(34)내의 길이를 따라 다양한 공간적 세그먼트에서 몇몇 다른 주파수를 가진다. 빔 세그먼트(50)의 수와 이들의 각각의 편향 방향은 음향파(38)의 주파수를 바꿈으로써 제어된다.

본 발명의 실시예에 따라, AOD(30)의 주기 시간은 충분히 빨라서 음향파(38)가 펄스 또는 에너지의 손실없이 펄스들(24, 25)사이의 빔 세그먼트의 편향방향을 선택가능하게 바꾸기 위해 펄스들(24, 25)사이에서 동적으로 재형성될 수 있다.

빔(23)과 이로인한 빔 세그먼트의 각각의 선택가능한 방향을 분리하기에 적절한 파 구조를 가지는 음향파가 각각의 펄스(24, 25)를 위해 발생될 필요가 있다. 각 빔 세그먼트(50)는 음향파(38)의 주파수 또는 주파수의 함수인 선택가능한 각 θn으로 편향된다. 편향각이 비교적 작기 때문에 빔 세그먼트(50)는 하나 또는 그 이상의 각 팽창기 렌즈(60)를 통과하는 것이 바람직하다.

빔 세그먼트(50)는 매핑 조립체(6)의 선택된 매핑 섹션(63)에 충돌한다. 각 빔 세그먼트(50)는 평행한 빔 반사체 조립체(64)내의 상응하는 반사체 요소(66)로 적절한 매핑 섹션(63)에 의해 지시된다. 각 반사체 요소(66)는 일반적으로 평행한 빔 통로(51)를 따라 빔 세그먼트(50)를 반사하기 위해 적절히 경사진다.

반사체 조립체(64)하류의 각 빔 세그먼트(50)는 줌 렌즈(68)의 층내의 줌렌즈, 빔 형성 렌즈(70)의 층내에 빔 형성 렌즈 및 상응하는 빔 조정 모듈(54)에 충돌하기 위해 독자적으로 제어가능한 초점 렌드(72)의 층내에 초점 모듈(74)을 통과하는 것이 바람직하다.

각 빔 세그먼트(50)는 그후 선택가능한 위치(13)에서 기질(14)에 충돌하도록 상응하는 빔 조정 모듈에 의해 독자적으로 조정된다. 선택가능한 위치(13)는 램덤하게 선택될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라 AOD(30)는 레이저 빔(22)의 펄스 반복율보다 일반적으로 빠른 효율주기로 작동한다.

그러나, AOD(30)에 의해 제공된 편향은 비교적 작은각으로 빔 세그먼트(50)를 편향하고 모든 빔 세그먼트(50)가 동일한 평면내에 출력된다는 점에서 비교적 제한된다.

반대로 빔 조정 모듈(54)내의 조점 모듈(74)과 반사체 요소(56)내의 적절하게 위치 이동가능한 렌즈(76)에 요구되는 주기 시간이 레이저 빔(220을 한정하는 인접한 펄스(24, 25)사이의 시간분리보다 통상 크다. 각 반사체 요소(54)가 비교적 큰 각범위로 경사질 수 있기 때문에, 반사체 요소(54)에 충돌하는 이차원의 레이저 세그먼트(50)가 비교적 큰 공간 영역을 커버하도록 분배되는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따라 빔 세그먼트(50)에 의해 처리된 공간 영역이 통상 약 100*100mm로 비교적 크다.

본 발명의 실시예에 따라, 가변 편향기 조립체(52)와 기질(14)사이의 거리는 통상 약 3ㅀ이하로 낮은 등급의 망원중심성(telecentricity)을 허용가능하게 유지하기 위해 충분히 크다.

본 발명의 실시예에 따라, 각 반사체 요소(56)는 충분히 경사질수 있어서 인접한 빔 조정 모듈(54)내의 반사체 요소(56)가 빔 세그먼트(50)를 기질(14)의 표면상에 최소한 부분적으로 서로 중첩영역인 선택가능한 위치로 분배하도록 작동가능하다. 선택적으로 상기 영역은 단순히 서로 인접하고 중첩하지는 않는다.

반사체 요소(56)가 새로운 공간적 경사로 경사짐에 따라 상응하는 초점 모듈(74)내의 이동가능한 렌즈(76)가 기질(14)을 통과하는 빔 세그먼트(50)를 포커싱하도록 움직인다.

빔 조정 모듈(54)과 초점 모듈(74)의 각각의 이동은 기질(14)에 충돌하는 모든 복수의 빔 세그먼트(50)가 각각의 광통로의 길이의 차이에 관계없이 포커싱 되도록 하는 것을 보증하도록 협동한다.

빔 조정 모듈(54)에 의해 커버된 제 1 영역내의 마이크로 기계가공 작동의 완료후, 기질(14)과 기구(10)는 서로 변위되어 빔 조정 모듈(54)이 기질(14)상의 제 2 영역을 커버하도록 한다. 모든 의도하는 마이크로 기계가공작동의 완료시 기질(14)은 예를들어 에칭공정과 같은 전기 회로 제조 공정에서 이어지는 공정 단계로 분배된다.

본 발명의 실시예에 따라, 조립체(52)내의 조정 모듈(54)의 수와 초점 모듈(74)의 수는 레이저 빔(23)이 AOD(30)에 의해 나누어지는 빔 세그먼트(50)의 수를 초과한다.

초기 시간 간격동안 빔 세그먼트(50)는 다른 잔여 조정 모듈(54)과 초점 모듈(74)로 아닌 빔 조정 모듈(54)의 제 1 부분과 초점 모듈(74)의 제 1 부분으로 충돌한다. 초기 시간 간격은 역시 초기 시간간격동안 빔 세그먼트(50)를 수용하지 않는 잔여 빔 조정 모듈(54)과 초점 모듈(74)을 재위치설정하는데 사용된다.

다음 인접한 펄스들(24, 25)사이의 이어지는 시간간격동안 빔 세그먼트(50)는 이전의 시간간격동안 빔 세그먼트(50)를 수용하지 않는 몇몇 빔 조정 모듈(54)과 초점 모듈(74)에 충돌하도록 AOD(30)에 의해 편향된다. 이전의 시간간격에서 재위치 설정된 이어지는 시간간격에서 채용된 빔 조정 모듈(54)과 빔 초점 모듈(74)은 기질(14)로 상응하는 빔 세그먼트(50)를 편향하도록 적절히 재위치설정된다.

이전의 시간 간격에서 사용된 빔 조정 모듈(54)과 초점 모듈(74)을 포함할 수 있는 빔 세그먼트(50)에 의해 충돌하지 않는 몇몇 빔 조정 모듈(54)과 초점모듈(74)은 이어지는 시간간격동안, 다른 시간 간격에서 사용되기 위해 재위치설정된다.

주어진 시간간격동안 사용되지 않는 빔 조정 모듈(54)과 초점 모듈(74)을 재위치설정하는 상기 공정은 반복된다. 본 발명의 실시예에 따라 빔 세그먼트(50)는 통상 마이크로 기계가공이 그 위치에서 완료될 때까지 몇몇 펄스동안 동일한 위치로 조정된다.

마이크로 기계가공 작동이 완료된 후에만 빔 세그먼트(50)가 새로운 선택가능한 위치(78)에서 마이크로 기계가공 작동을 수행하기 위해 다른 쌍의 초점 모듈(74)과 빔 조정 모듈(54)로 AOD(30)에 의해 재지시된다.

일반적으로, 선택된 초점 모듈(74)과 빔 조정 모듈(54)에 충돌하는 제 1 레이저 펄스로부터 빔 세그먼트(50)와 동시에 다른 초점 및 빔 조정 모듈이 이어지는 빔 펄스로부터 빔 세그먼트(50)를 수용하도록 동시에 재위치설정된다.

통상 빔 조정 모듈(54)내의 반사체 요소(56)를 재위치설정하거나 초점 모듈(74)내의 이동가능한 렌즈(76)를 움직이는데 요구되는 시간 간격은 20 KHz Q-스위치드 레이저의 약 40-400 펄스 사이에 해당하는 약 2-20 msec사이정도이다. 레이저 펄스들(24, 25)사이의 시간간격을 초과하는 상기 비교적 긴 기간은 안정화된 빔 위치설정과 빔 초점 정밀성을 보증하는데 사용된다.

부가적으로, 다중 빔 조정 모듈(54)과 다중 초점 모듈(74)의 사용은 이동가능한 렌즈(76)가 움직이는 것으로부터 빔 세그먼트로 빔 세그먼트의 포커싱 또는 반사체(56)를 재위치설정하는 것으로부터 빔을 조정하는데 까지의 펄스의 손실을 최소화하는 여분을 보증한다.

기구(10)의 속도를 증가시키고 각 빔 세그먼트(50)내의 에너지의 제어된 량을 제공하기위하여 한 빔 세그먼트(50)보다 많이 동일한 위치에서 기질(14)의 표면에 동시에 충돌하는 것이 필요하거나 바람직하다. 상기 배열에서 다중 빔 세그먼트(50)는 분리된 초점 모듈(74)과 빔 조정 모듈(54)에 충돌하도록 각각 개별적으로 편향되고 각 빔 조정 모듈은 동일한 위치에서 기질(14)에 충돌하도록 빔 세그먼트(50)를 각각 향하도록 경사지게 된다.

참조로 도 2A-2C는 도 1A의 기구내의 독립적으로 제어가능한 빔 초점 렌즈(72)의 층의 부분과 다른 작동 경사에서 도 1A의 기구내의 가변 편향기 조립체(52)의 부분에 상응하는 독립적으로 제어가능한 빔 조정 모듈(540)의 층에 상응하는 독립적으로 제어가능한 빔 초점 렌즈(720)의 층의 작동을 도시하는 개략도이다.

층(720)은 세 독립적으로 제어가능한 초점 모듈(742, 744, 746)을 각각 포함한다.

각 초점 모듈은 참조 번호 762-778로 표시되는 독립적으로 이동가능한 초점 렌즈를 포함한다. 층(540)은 세 독립적인 빔 조정 모듈(542, 544, 546)을 각각 포함한다.

각 빔 조정 모듈은 독립적으로 이동가능한 편향기 요소를 포함한다. 협동하여 동작하고 빔 초점 모듈과 상응하는 빔 조정 모듈을 포함하는 조립체로는 참조번호 800으로 나타나는 레이저 빔 모듈이 고려될 수 있다.

일반적으로 참조번호 510인 빔 통로는 각 초점 렌즈(742, 744, 746)를 통과하고 상응하는 빔 조정 모듈(542, 544, 546)의 반사체 요소에 충돌하는 것이 도시되어 있다. 도 2A-2C에서 참조번호 502, 504 및 506으로 표시된 오직 하나의 빔 세그먼트가 빔 통로(510)를 점유하도록 각 도면 2A, 2B 및 2C에 도시된다.

빔 세그먼트(502, 504, 506)에 대한 초점 모듈과 빔 조정 모듈의 상기와 같은 여분은 도 1A에 대해 상술한바와 같이 초점 모듈과 빔 조정 모듈의 여분에 해당한다. 참조 번호 512-522로 표시된 빈 빔 통로는 빔 세그먼트(502-506)가 도면 2A-2C에 각각 실선으로 표시되는 동안 점선으로 도시된다. 각 빔 세그먼트(502, 504, 506)는 랜덤하게 선택가능한 위치에서 도 1A에서 기질(14)에 해당하는 기질(140)에 충돌한다.

도 2A-2C에서 제 1 스케일(580)은 초점 모듈(74-746)아래에 도시된다. 상기 스케일은 4개의 등급을 포함하고 기질(140)로 빔 세그먼트(502, 504, 506)를 포커싱하기 위한 초점 모듈(742-746)내의 독자적으로 이동가능한 렌즈(762-778)의 관련위치를 나타낸다. 등급(0ㅁ3)을 각각 포함하는 스케일(590)의 제 2 그룹은 가능한 선택가능 위치의 범위내에 기질(140)상의 빔 세그먼트(502-506)를 나타낸다. 도 2A-2C에서 스케일(580, 590)내에 도시된 등급의 수는 임의적이다. 스케일(580, 590)내에 도시된 등급의 수는 본 발명을 더욱 명확히 나타내도록 선택된다.

실제로, 빔(502-506)은 기질(140)상의 더 크거나 적은 가능한 선택가능위치에 위치될 수 있고 렌즈(762, 764, 766)는 가능한 선택가능 위치로 빔을 포커싱하는데 필요한 상응하는 더크거나 적은 수의 가능한 위치를 가질 수 있다. 또한, 도 2A-2C가 정면도이므로 선택가능한 위치는 통상 기질(1400상의 이차원 영역에 위치하고 따라서 조정 모듈(542-546)은 이차원 영역내의 어떤 상응하는 선택가능 위치로 빔 세그먼트(52-506)를 조절하도록 동작한다.

스케일(590)상의 최중심 위치(0)는 빔 조정 모듈(542-546)을 통과하는 초점 모듈(742-760)과 기질(140)사이의 가장 짧은 광통로에 해당한다. 빔이 어떤 위치에서 최중심위치(0)로부터 벗어나기 때문에 기질(140)의 표면에 대한 광통로의 길이는 증가한다.

보상되지 않은 초점 영역내의 곡률이 참조지점으로 최중심 위치(0)를 사용하는 렌즈 모듈(742-746)로부터 등거리의 광통로에 일반적으로 해당하는 만곡(780)으로 개략적으로 도시된다. 레이저 빔(20)(도 1A)의 제 1 펄스(24)동안 작동 경사에 해당하는 도 2A에서 빔 세그먼트(502)는 최중심 위치(0)로 처리되도록 조정 모듈(544)의 적절히 경사진 반사체 요소에으해 반사된다.

최중심 위치에 대한 광통로가 빔 세그먼트(502)에 의해 처리될 수 있는 어떤 선택가능한 위치의 가장 짧은 광 길이이므로, 렌즈(764)는 기질(140)로 빔(502)을 포커싱하는 초점 모듈(744)내의 위치(스케일(580)로 표시)에 있게된다. 도 2A로 나타난 시간내의 순간에, 조정 모듈(542)은 기질(140)상의 위치(2)로 처리되도록 빔 통로(512)를 조정하기 위해 경사진다. 렌즈(762)는 초점 모듈(742)내의 위치(2)에 있게되어 빔 통로(512)를 따라 초점 모듈(742)를 통과하는 빔 세그먼트는 위치(-2)에서 기질(140)에 포커싱된다.

조정 모듈(546)은 기질 상의 위치(1)를 처리하는 빔 통로(514)를 조정하기 위해 경사진다. 렌즈(766)는 초점 모듈(746)내의 위치(1)에 있게되어 빔 통로(514)를 따라 초점 모듈(746)을 통과하는 빔 세그먼트는 위치(1)에서 기질(140)에 포커싱된다. 초점 모듈(742-746)내의 초점 렌즈(762, 764, 766)의 상응하는 위치는 기질(140)의 최중심 위치(0)로부터 빔 통로의 평면방향에서 이탈한 절대값에 해당한다. 비록 각 렌즈위치가 스케일(580)내의 등급으로 표시된 바와 같이 선행 분배로 도시되었으나 렌즈 위치의 분배는 실제로 선형 또는 비선형으로 비균일할 수 있다.

레이저 빔(22)(도 1A)의 제 2 펄스(25)동안 작동경사에 상응하는 도 2B에서, 빔세그먼트9504)는 조정 모듈(546)의 적절히 경사진 반사체 요소에 의해 선택가능한 위치(1)를 처리하도록 반사된다. 렌즈(772)는 선택가능한 위치(1)에서 초점 모듈(546)을 통해 기질(140)로 빔(504)을 포커싱하도록 초점 모듈(746)내의 상응하는 위치(1)에서 있게된다. 빔 조정 모듈(546)과 초점 모듈(746)은 도 2에 도시된 바와 같은 이들의 각각의 위치로 움직이지 않는다.

도 2B로 나타난 시간의 순간에 조정 모듈(542)은 조정 모듈(544, 546)과 독자적으로 움직이고, 이제 기질(140)상의 최중심 위치(0)를 처리하도록 빔 통로(516)를 처리하기 위해 경사진다.

빔 통로(516)를 따라 초점 모듈(742)을 통과하는 빔 세그먼트가 위치(0)에서 기질(140)상에 포커싱되도록 렌즈(764, 766)의 독자적으로 움직이는 렌즈(762)는 포커싱 모듈(742)내의 위치에 있게된다. 조정 모듈(544)은 역시 도 2A 내의 그의 경사에 대해 움직이고 이제 기질(140)상의 위치(-1)를 처리하도록 빔 통로(518)를 조정하기 위해 경사진다.

초점 모듈(7440을 통과하는 빔 세그먼트가 위치(1)에서 기질(140)상에 포커싱되도록 렌즈(762, 766)의 독자적으로 움직이는 렌즈(764)는 초점 모듈(744)내의 위치(1)에 위치된다. 레이저 빔(20)(도 1A)의 제 3 펄스 동안 작동경사에 상응하는 도 2C에서, 빔 세그먼트(506)는 선택가능 위치(3)를 처리하도록 조정 모듈(542)의 적절히 경사진 반사체 요소에 의해 반사된다.

렌즈(762)는 선택가능 위치(3)에서 기질(140)로 빔(506)을 포커싱하기 위해 초점 모듈(742)내의 상응하는 위치(3)에 있게된다. 여기서 초점 모듈(742)내의 빔 조정 모듈(542)과 초점 렌즈(762)는 도 2A 및 2B에 도시된바와 같이 이들의 각 상응하는 위치로 움직인다.

도 2C로 나타난 시간의 순간에 조정 모듈(544)은 조정모듈(542, 546)과는 독자적으로 움직이고 이제 기질(140)상의 위치(-2)를 처리하도록 빔 통로(520)를 조정하기 위해 경사진다.

렌즈(762, 766)와는 독자적으로 움직이는 렌즈(764)는 초점 모듈(744)내의 위치(2)에 있게되어 빔 통로(520)를 따라 초점 모듈(744)을 통과하는 빔 세그먼트는 위치(-2)에서 기질(140)상에 포커싱된다.

조정 모듈(546)은 도 2B내의 그 경사에 대해 역시 움직이고 이제 기질(140)상의 위치(0)를 처리하도록 빔 통로(522)를 조정하기 위해 경사진다. 렌즈(762, 764)와는 독자적으로 움직이는 렌즈(768)는 초점 모듈(746)내의 위치(0)에 있게되어 초점 모듈(746)을 통과하는 빔 세그먼트는 위치(0)에서 기질(140)상에 포커싱된다.

상기로부터 초점 모듈(742-746)내의 초점 렌즈(762, 764, 766)는 서로 독자적으로 움직이나 의도하는 위치로 빔 세그먼트를 조정하기 위해 필요한 빔 조정 모듈의 경사를 조정하는데 협동한다. 이것은 빔 조정으로 비롯된 비보상된 초점 영역내의 만곡의 결과로 광통로의 길이의 증가 또는 감소에 관계없이 기질(140)사으이 초점을 유지하여 빔세그먼트가 남아있도록 보증한다.

초점 보상 값, 즉 기질(140)상의 선택가능한 위치를 처리하도록 상응하는 빔 조정 모듈의 주어진 공간적 경사를 위해 초점 모듈내의 초점렌즈의 각 부분이 예를들어 룩업테이블에 저장될 수 있다. 기질상의 주어진 위치의 처리가 예를들어 인쇄회로기판 기질내로 드릴링되는 동안 몇몇 펄스의 경과시 계속되는 한, 광통로는 또한, 다른 초점 조정을 요구하는 길이로 증가할 수 있다.

광 길이의 상기와 같은 변화는 포커싱을 최적화하기 위해 드릴링되는 동안 상응하는 초점 렌즈(762-768)를 움직임으로써 보상될 수 있다. 선택적으로, 작동하는 자동초점 장치는 빔 통로의 실제길이를 측정하고 초점렌즈의 이에따른 위치를 조정하기 위해 제공될 수 있다.

이것은 역시 예를들어 필수적으로 비균일 평면이 아닐 수 있는 기질의 표면내의 높은 이탈을 보상하는데 유리할 수 있다. 선택적으로, 이동가능한 렌즈(762-766)를 움직임으로써 초점보상기능을 제공하는대신 초점보상기능은 빔 조정 모듈( 542, 544, 546)을 연장 또는 후퇴함으로써 제공될 수 있다.

상기 연장 또는 후퇴는 예를들어, 반사체(56)(도 1A)의 선회로부터 또는 드릴링된 구멍의 깊이내의 변화로부터 비롯된 광통로의 길이의 변화를 보상한다.

상기 초점 보상을 달성하기 위한 한가지 방법은 유닛으로 빔 조정 모듈을 적절히 연장 또는 후퇴하도록 작동하는 압전기 작동기(도시되지 않음)를 제공하는 것이다. 빔 조정모듈(542, 544, 546)은 상기 연장 또는 후퇴는 의도하는 위치를 처리하기 위하여 반사체(76)의 각 경사로 미세 조정하는 것이 필요한 범위로 광통로 형태에 영향받을 수 있다.

도 3A-3C를 참조하면 이는 본 발명의 실시예에 따른 도 1A의 시스템내에서 사용되기에 적절한 AOD(300)의 개략도이다. AOD(300)은 일반적으로 도 1A의 AOD(30)에 해당하고, 변환기 요소(320)수정 또는 용융된 실리카와같은 적절한 결정질 물질로 형성된 투명 크리스탈 수단(340)을 포함한다. RF 신호(360)와 같은 제어신호는 일반적으로 참조번호 380으로 표시되는 음향파가 크리스탈 수단(340)을 통해 전파하도록 변환기 요소(320)를 구동한다. 제어 신호(360)는 예를들어 DDS(42)와 작동 통신하는 RF 변조기(400) 및 도 1A에서 예시로 도시된 시스템 제어기(44)에 의해 제공된다.

제어신호에 응답하여 크리스탈 수단(340)을 통하여 전파하는 음향파(380)의 하나 또는 그 이상의 특성에 의해 입력 레이저 빔(220)은 동적으로 n 개의 빔으로 나누어지고 여기서 n≥1이며, 각각 결과적인 출력 빔 세그먼트(500)의 출력방향은 음향파 주파수의 기능으로 독자적으로 제어될 수 있다는 것이 AOD(300)의 특징이다. 도 3A-3C에서 n은 5개의 빔에 해당한다. 출력 빔의 상기 숫자 n은 임의적이고 AOD(300)은 주어진 적용에서 요구되는 빔의 다른 수의 출력에 즉시 적용될 수 있다.

본 발명의 실시에에 따라, 레이저 빔(220)은 주어진 미리 설정된 위치(342)에서 크리스탈 수단(340)에 충돌한다. 음향-광학 편향 장치에서, 빔이 편향기(300)내의 음향파(380)에 의해 편향되는 율은 파의 음향진폭에 의해 좌우된다. 따라서, 도 3A에 도시된 바와 같이 적절히 높은 파워 음향파 부분(382)이 미리 설정된 위치(342)에 있을 때, 실질적으로 모든 입력 빔(220)이 출력 빔 세그먼트(502)로 편향된다.

도 3B에 도시된 바와 같이, 빔(220)이 미리 설정된 위치(342)에서 크리스탈 수단(340)에 충돌하는 순간에 어떠한 음향파도 미리 설정된 위치(342)에 존재하지 않도록 음향파가 발생된다. 이것은 적절하게 타이밍 제어 신호(360)에 의해 달성된다. 결과적으로, 빔(220)은 실질적으로 편향되지 않고 크리스탈 수단(340)을 통과한다.

통과하는 빔(222)은 다른 미리 설정된 위치(232)에서 AOD(230)로 각각 지나가는 빔 세그먼트의 주어진 수를 출력하도록 작동하는 빔 분리기(230)의 층으로 통과빔(220)을 재순환하도록 경사지는 반사체(224, 226, 228)의 세트에 의해 반사된다.

본 발명의 실시예에 따라, 통과 빔(222)은 AOD(300)내의 다른 미리 설정된 위치(232)로 분리되고 통과하기 전에 빔을 예를들어 시준하기 위해 통과 빔(222)을 재형성하도록 작동하는 광수단(234)을 통과한다. 빔 분리기(230)의 층은 완전 반사 표면(236)에 인접하여 위치한 복수의 부분적인 반사 영역을 가지는 제 1 반사 표면(235)을 포함한다.

통과빔(222)은 빔 분리기(230)의 층으로 들어가고 출력빔(222)의 1/(n- 1)번째를 통과하도록 형성된 제 1 부분 반사 영역(238)과 충돌한다. 여기서 n은 AOD(300)에의해 출력될 수 있는 빔의 전체수이다.(예를들어, 도 3B에 도시된 실시예에서, n=5).

출력 빔(222)의 남은 단편은 완전 반사 표면(236)으로 반사되고 그후 그위에 충돌하는 빔의 1/(n-2) 번째를 통과하도록 형성된 제 2 부분 반사 영역(240)으로 재반사된다. 출력 빔은 따라서 편향을 위해 AOD(300)로 공급되는 n-1 빔 세그먼트를 형성하도록 캐스캐이드 배치내로 분리된다.

도 3b에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에서, n=5이다. 빔 분리기(230)은 내개의 빔부분을 공급하도록 작동하고, 각각 일반적으로 동일한 형상과 다른 미리 설정된 위치(232)에서 크리스탈 수단(340)에 상호 동등한 파워레벨을 가진다.

제 1 부분 반사 영역(238)은 따라서 출력 빔(222)으로 25%가 지나가고 표면(236)을 향해 75%가 반사된다.

제 2 부분 반사 영역(240)은 출력빔(222)의 잔여 부분의 33.33%를 지나가고 표면(236)을 향해 66,67%가 반사된다.

제 3 부분 반사 영역(242)은 통과 빔(222)의 잔여 부분을 수용하고 50%가 통과하며 표면(236)을 향하여 50%가 반사한다. 최종 위치(244)는 출력 빔(222)의 잔여 부분의 100%를 지나간다. 각 빔 부분(246)은 다른 위치(232)에 상응하는 위치에서 크리스탈 수단(340)으로 공급된다.

의도하는 방향내의 각 출력 빔 세그먼트(247)를 독자적으로 편향하기에 적절한 주파수를 가지는 음향파(380)는 빔 부분(246)이 크리스탈 수단(340)에 충돌할 때 각 다른 위치(232)에 존재하는 타이밍 방법으로 크리스탈 수단(340)에 주입된다. 통과 빔(22)의 재시준과 빔 분리기(230)에 의한 부분 분리 및 반사는 각 빔(500)이 실질적으로 균일한 단면 형태와 에너지 밀도를 가지도록 설계된다. 음향파(380)는 따라서 도 1A를 참조로 서술된바와 같이 빔 부분(246)이 음향파(380)와 상호작용하는 시간의 순간에 음향파(380)의 주파수의 기능으로 선택가능한 각도에서 출력되는 각 부분인 편향된 빔 부분(247)을 출력하도록 작동한다.

음향파(380)의 타이밍은 임계적이고 크리스탈 수단(340)의 길이와 크리스탈 내의 파(380)의 속도를 고려하기 위해 필요하게 되어 의도된 선택가능한 방향내의 각 빔 부분(246)을 독자적으로 편향하는데 적절한 주파수를 가지는 음향파가 각 빔(220)의 펄스를 위한 적절한 각각 다른 위치(232)에서 크리스탈 내에 존재하게 된다.

도 3C를 참조하면, 빔(220)이 5개의 출력 빔 세그먼트(500)로 분리된다. 빔(220)은 파워가 감소된 통과 빔(223)으로서 빔(220)의 20%를 편향하고 80%를 통과하도록 작동하는 미리 설정된 영역(342)에서 비교적 낮은 파워의 음향파(낮은 진폭을 가지는)와 상호작용한다.

감소된 파워의 통과 빔(223)은 다른 미리 설정된 위치(232)에서 AOD(300)로 각각 지나가는 빔 세그먼트의 주어진 수를 출력하도록 작동하는 부분적인 빔 분리기(230)의 층을 통해 감소된 파워의 통과 빔(223)을 재순환하도록 경사진 반사체(224, 226, 228)에 의해 반사된다.

본 발명의 실시예에 따라 감소된 파워의 통과 빔(223)은 AOD(300)으로 나누어지고 통과하기 전에 빔을 재시준하기 위해 감소된 파워의 통과 빔(223)을 재형성하도록 작동하는 광수단(234)을 통과한다.

부분적 빔 분리기(230)의 층은 완전 반사 표면(236)에 인접하여 위치한 복수의 부분 반사 영역을 가지는 제 1 반사 표면(235)를 포함한다.

감소된 파워의 통과 빔(223)은 부분적인 빔 분리기(230)로 들어가고 감소된 파워의 통과 빔(223)의 1/(n-1)번째를 지나가도록 형성된 제 1 부분 반사 영역(238)에 충돌한다. 감소된 파워의 통과 빔(223)의 잔여 단편은 완전 반사 표면(236)으로 반사되고 그후 그위에 충돌하는 빔의 1/(n-2)째를 지나가도록 형성된 제 2 부분 반사 영역(240)으로 재반사된다.

따라서, 출력 빔은 편형을 위해 AOD(300)로 공급되는 n-1 빔 세그먼트를 형성하도록 캐스캐이드 배열로 분리된다. n=5로 도 3C에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에서, 빔 분리기(230)는 다른 미리 설정된 위치(232)에서 크리스탈 수단(340)으로 일반적으로 동등한 파워레벨을 각각 가지는 네개의 빔 부분(246)을 공급하도록 작동한다.

제 1 부분 반사 영역(238)은 감소된 파워 통과 빔(223)으로 25%가 지나가고 75%가 반사된다. 제 2 부분 반사 영역(240)은 감소된 파워의 통과(223)의 잔여 부분의 33.33%를 지나가고 표면(236)을 향해 66,67%가 반사된다.

제 3 부분 반사 영역(242)은 감소된 파워의 통과 빔(223)의 잔여 부분을 수용하고 50%가 통과하며 표면(236)을 향하여 50%가 반사한다. 최종 위치(244)는 감소된 파워의 통과 빔(223)의 잔여 부분의 100%를 지나간다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 모든 출력 빔 세그먼트(500)는 일반적으로 동일한 형상, 프로파일, 에너지 밀도 및 이들로부터의 영향을 가진다.

출력 빔 세그먼트(500)의 영향 특성은 출력 빔 세그먼트(500)의 수를 바꿈으로써 바뀔 수 있고 출력 빔 세그먼트의 수는 제어 신호 즉, 미리 설정된 위치(342)에서의 음향파(380)의 진폭을 바꿈으로써 바뀔 수 있다. 도 3B 및 3C에 도시된 바에 따라 각 4 또는 5개의 빔은 동일한 형상, 프로파일 및 영향을 가진다. 그러나, 출력 빔의 영향특성은 1, 4 또는 5개의 빔이 출력되는 경우 바뀔 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라, AOD(300)은 통상 이들사이의 모든 빔이 균일한 영향특성을 일반적으로 가지게 출력되도록 작동된다. 5개의 빔 세그먼트(500)를 출력하는 동작 모드에서, 음향파(380)는 빔(223)의 20%가 미리설정된 위치(342)에서 편향되고 감소된 파워의 통과 빔(223)과 같이 통과하도록 형성된다. 그러나, 선택적으로 음향파(380)는 20% 이상 또는 이하인 미리설정된 위치(342)에서 빔(223)의 부분을 편향하도록 형성될 수 있다.

예를들어, 레이저 기계가공 구리 클래드 PCB 기질과 같은 몇몇 적용에서 더 큰 영향 특성을 가지는 빔은 기초를 이루는 유리 에폭시 기질에 비해 구리 클래딩을 마이크로 기계가공에 요구한다. 통상 마이크로 기계가공 구리는 마이크로 기계가공 유리 에폭시 기질에서 요구되는 파워의 6배를 요구한다.

마이크로 기계가공 구리 및 에폭시 기질을 위한 다른 파워 요건은 예를들어 한 빔이 복수의 위치에서 마이크로 기계가공 구리에 빔을 사용하고 마이크로 기계가공 구리를 위한 적절한 에너지 특성을 가지는 하나 또는 그 이상의 빔 세그먼트를 발생시킴으로써 적용된다.

이어서, 레이저 빔(220)은 AOD(300)에 의해 더많은 수 예를들어 마이크로 기계가공 유리 에폭시 기질을 위해 적절한 에너지 요건에 다라 4, 또는 5개의 빔 세그먼트로 분리될 수 있다. 더 많은 수의 빔 세그먼트는 그후 구리가 미리 노출된 유리-에폭시 기질을 마이크로 기계가공하는데 사용된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 빔(2230의 20% 이하 예를들어 오직 4%를 미리설정된 위치(342)에서 편향하는 것이 바람직하며 AOD(300)으로부터 출력된 다른 네 개의 빔 세그먼트 사이의 남은 96%를 분리한다. 이것은 빔사이의 비균일한 영향을 초래한다. 상기 예에서, 4%의 빔 세그먼트는 비교적 신속하게 수행될 수 있는 유리 에폭시 기질을 제거하는데 사용된다.

빔(223)의 잔여 96%는 그후 예를들어 전체 남은 에너지의 24%를 각각 가지는 네 개의 빔 세그먼트와 같은 다중 빔 세그먼트로 분리된다.

레이저 빔(220)이 충분히 고파워라고 가정하면, 상기 결과의 빔 세그먼트는 예를들어 마이크로 기계가공 구리 클래딩에 적절하다. 상기 작동모드는 마이크로 기계가공 구리에 충분한 에너지로 동시에 다중 빔을 출력하는 적절한 고파워출력을 가지는 레이저 자원을 요한다.

또한, 유리 에폭시에서의 마이크로 기계가공 작동은 충분히 빠른 비율로 진행될 수 있어, 한 빔이 구리 클래딩 내의 마이크로 기계가공을 동시에 수행하는 많은 수의 빔 세그먼트를 유지할수 있도록 한다.

선택적으로, 빔(223)의 20%이상 예를들어 약 60%로 미리 설정된 위치(342)를 편향함으로써 비균일한 영향 또는 에너지 밀도 특성을 가지는 빔을 출력하는 것이 바람직할 수 있다.

다른 네개의 빔 세그먼트 사이의 비편향된 빔의 남은 40%는 각 초기 에너지의 약 10%를 가지는 빔 세그먼트를 발생하기 위해 AOD(300)으로부터 출력된다. 상기 예에서 빔(223)의 60%의 단편은 구리 클래딩을 마이크로 기계가공하는데 적용되고 남은 10%의 빔 세그먼트의 4배는 유리 에폭시 기질을 제거하는데 사용된다. 레이저 자원 발생 빔(220)의 파워 및 AOD(300)에 의해 출력된 빔 세그먼트의 수 및 이들의 각각의 관계 에너지는 구리 및 기질의 동시 마이크로 기계가공을 최적화하기 위하여 변형될 수 있다. 따라서, 미리설정된 영역(342)에서 음향파(380)의 파워특성을 변화시킴으로써, 관련 에너지 밀도 또는 제 1 빔 세그먼트(500)의 영향이 변할 수 있고 다른 빔 세그먼트의 영얗에 대해 균형을 이룰 수 있다.

레이저 빔(220)의 관련파워를 분해하고 그후 AOD(230)에 의해 출력된 빔 세그먼트의 수와 출력 빔 세그먼트사이의 각 에너지 분배를 변화시킴으로써, 마이크로 기계가공 시스템은 동시에 마이크로 기계가공 구리 클래딩과 기질을 최적화할 수 있다.

이제 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전기 회로를 제조하기 위한 방법론의 흐름도(600)인 도 4를 참조한다. 상기 방법론은 유전체 기질을 중첩하는 금속 포일 층을 가지는 다층의 인쇄회로기판 기질내에 마이크로 바이어스를 형성하는 공정에 대해 서술된다.

전기회로를 제조하기 위한 본 방법론은 표면상의 독립적으로 선택가능한 위치로 레이저 에너지를 분배하도록 작동하는 독립적으로 포커싱되고 독립적으로 조정되는 빔의 배수를 조절하도록 작동가능한 다중 빔 마이크로 기계가공 장치를 채용한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, AOD와 같은 동적 편향 장치는 하나이상의 금속 기계가공 빔 세그먼트를 선택가능하게 제공하기 위해 작동가능하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 빔 분리 기능은 역시 동적 편향기에 의해 제공된다. 금속 기계가공 빔 세그먼트는 예를들어 애블레이션(ablation)에 의해 금속 포일 층의 부분을 제거하기에 적절한 에너지 밀도를 가진다.

각 금속 기계가공 빔 세그먼트는 레이저 빔 모듈로 동적으로 편향되며, 여기서 독립적으로 포커싱되고 독립적으로 조정된다. 각 레이저 빔 모듈은 예를들어 도 1a에 도시된 바와 같이 분리된 경사가능 반사체 요소(56)로 빔을 통과하는 독립된 초점 렌즈(74)를 포함할 수 있다. 반사체 요소는 적절히 위치되어 금속 기계가공 빔 세그먼트가 PCB 기질 상의 선택가능한 위치로 조정되게 하고 거기서, 금속 포일의 부분이 기초를 이루는 유전체 기질을 노출하도록 제거된다.

금속 기계가공 빔이 제 1 위치에서 금속 포일의 부분을 제거하는 동안, 현재 사용되지 않는 하나이상의 다른 빔 조정 모듈은 이어지는 마이크로 기계가공 작동시 다른 선택가능 위치에서 금속 포일의 부분을 제거하기 위해 적절하게 재위치설정될 수 있다. 이어지는 펄스는 다음위치로 기계가공 빔을 제거하는 금속을 지시하도록 작동하는 미리 위치설정된 빔 조정 모듈에 충돌하도록 동적 빔 편향기에 의해 편향되고 거기서, 금속 표일의 부분이 제거된다.

전기 회로설계에 의해 필요한바와 같이 의도하는 복수의 모든 위치에서 금속 포일이 제거될 때까지 금속 포일의 부분의 제거는 선택가능한 위치에서 계속된다. 상기 의도된 위치는 기질상의 마이크로 기계가공된 모든 위치 또는 모든 의도하는 위치의 부분을 포함할 수 있다.

이어지는 작동에서, 동적 편향기 장치는 금속 기계가공 빔 세그먼트와는 다른 영향력을 가지는 에너지 특성을 가지는 하나이상의 유전체 기계가공 빔 세그먼트를 출력하도록 작동된다. 빔 분리 기능은 예를들어 도 3A-3C에 대해 서술된 바와 같이 음향-광학 편향기로 적절한 음향파를 주입함에 따라 제공될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라 유전체 기계가공 빔 세그먼트는 금속 기계가공 빔 세그먼트보다 더 낮은 영향력을 가진다. 영향력은 유닛영역당 빔의 에너지를 참조한다.(joules/cm²) 유전체 기계가공 빔 세그먼트의 에너지 특성은 에를들어 애블레이션(ablation)에 의해 유전체 층의 부분을 제거하는제 적절하나 금속 포일의 부분을 제거하는데는 적절하지 않다. 상기와 같이 감소된 에너지 레벨은 상기 도 3A-3C를 참조로 서술된 바와 같이 많은 수의 빔 세그먼트로 레이저 빔을 나눔으로써 달성된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 각 빔 세그먼트(50)의 영향특성(도 1A에서)은 레이저 빔(22)을 적절한 수의 빔 세그먼트(50)로 나누고 예를들어 줌 렌즈 층(68)과 같은 줌 광장치를 사용하는 빔 세그먼트의 수에 관계없이 결과적인 빔 세그먼트(50)의 직경을 유지함으로써 제어된다.

각 유전체 기계가공 빔 세그먼트는 초점 보상 및 빔 조정 기능을 포함하는 레이저 모듈로 지나간다. 독자적인 초점 보상 광장치는 마이크로 기계가공되는 PCB 기질상에 처리되는 위치의 기능으로 빔을 포커싱한다. 상기 빔은 레이저 빔 모듈과 관련된 빔 조정 모듈에의해 그 위치에서 조정된다. 빔 조정 모듈은 적절히 위치설정되어 각 유전체 기계가공 빔 세그먼트가 선택가능한 위치로 조정되도록 하고 거기서 금속 포일의 부분은 기초를 이루는 유전체 층을 노출하기 위해 이미 제거된다. 유전체의 의도하는 부분은 그후 제거된다.

하나 또는 그 이상의 유전체 기계가공 빔은 제 1 세트의 위치에서 유전체의 제거부분인 한편, 현재 사용되지 않는 빔 초점 모듈과 빔 조정 모듈은 이어지는 작동동안 다른 선택가능한 위치에서 유전체의 제거를 위해 적절히 재위치설정될 수 있다. 따라서, 이이지는 펄스는 이미 위치설정된 빔 초점 모듈과 상응하는 빔 조정 장치에 충돌하기 위해 동적 빔 편향기에의해 편향될 수 있다.

감소된 에너지 밀도는 유전체를 제거하기를 요하기 때문에 빔(22)은 금속 기계가공 빔 세그먼트에 비해 더 큰 수의 유전체 기계가공 빔 세그먼트로 나누어질 수 있고 따라서 금속 포일을 제거하는 것에 비해 유전체를 제거하는 것이 더 큰 시스템 처리량을 요한다.

선택적으로, 도 3A-3C를 참조로 서술된 바와 같이 AOD에서 제어신호의 진폭을 조정함으로써, 상기 AOD는 하나 또는 그 이상의 고밀도 빔을 따라 하나 또는 그 이상의 낮은 영향력의 빔을 동시에 출력할 수 있고 구리를 마이크로 기계가공하기 위해 고 영향력의 빔 또는 빔 동시에 기질 물질을 마이크로 기계가공하기 위해 낮은 영향력의 빔 또는 빔을 각각 사용할 수 있다.

유전체의 제거는 유전체가 금속 포일이 이전에 제거된 모든 위치에서 실제적으로제거될 때까지 선택가능한 위치에서 계속된다. 한번 상기 작동이 완료되면 기질은 이들의 다음 이어지는 부분에서 마이크로 기계가공을 위해 재위치설정된다.

본 발명은 상술하고 도시된 거에 제한되지 않는다는 것을 당업자가 이해할 수 있다. 종래기술을 구성하지 않고 상술한 것에 따라 당업자는 본 발명에 이들의 변형과 수정을 포함할 수 있다.

도 1A는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성되고 작동하는 전기회로의 제조를 위한 기구의 개략적인 부분 블록도이다.

도 1B는 도 1의 기능과 시스템내에서 사용된 레이저에의해 레이저 펄스 출력의 타이밍 그래프이다.

도 2A-2C는 세 다른 작동 상태에서 도 1A의 기구의 부분의 작동을 도시한다.

도 3A-3C는 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 시스템에서 사용되는 AOD의 개략도이다.

도 4는 본 발명의 실시에에 따라 전기회로를 제조하는 방법의 흐름도이다.

Claims (63)

1. 소재에 레이저 에너지를 분배하는 기구에 있어서,

   하나이상의 레이저 빔을 제공하는 하나이상의 레이저 에너지 자원;

   목표상의 선택가능한 위치로 하나이상의 에너지를 선택가능하게 조정하도록 배치된 복수의 레이저 빔 조정 모듈;

   상기 소재로 레이저 빔을 포커싱하기 위한 상기 레이저 빔 조정 모듈에 연결된 복수의 레이저 빔 초점 광 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 기구.
2. 제 1항에 있어서, 상기 복수의 레이저 빔 조정 모듈이 하나이상의 레이저 빔보다 큰 레이저 빔 조정 모듈 수를 포함하고 이에따라 하나이상의 잔여 레이저 빔 조정 모듈을 한정하는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 기구.
3. 제 1항에 있어서, 상기 복수의 레이저 빔 초점 광모듈이 하나이상의 레이저 빔보다 큰 레이저 빔 초점 광 모듈 수를 포함하고 이에따라 하나이상의 잔여 레이저 빔 초점 광 모듈을 한정하는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 기구.
4. 제 2항에 있어서, 상기 하나이상의 레이저 빔이 선택가능한 레이저 빔 조정 모듈로 선택가능하게 향하고 상기 복수의 레이저 빔 조정 모듈내의 남은 것이 펄스 반복율과 상기 레이저 빔 조정 모듈의 주기 시간사이의 차이를 보상하는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 기구.
5. 제 1항에 있어서, 상기 복수의 레이저 빔 초점 광모듈이 하나이상의 레이저 빔보다 큰 레이저 빔 초점 광 모듈 수를 포함하고 이에따라 하나이상의 잔여 레이저 빔 초점 광 모듈을 한정하는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 기구.
6. 제 5항에 있어서, 상기 하나이상의 레이저 빔이 선택가능한 레이저 빔 조정 모듈로 선택가능하게 향하고 상기 복수의 레이저 빔 초점 광모듈내의 남은 것이 상기 하나이상의 레이저 빔의 펄스 반복율과 상기 레이저 빔 초점 광모듈의 주기 시간사이의 차이를 보상하는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 기구.
7. 제 1항에 있어서, 상기 레이저 에너지 자원이 펄스화된 레이저 에너지 자원이고 상기 하나이상의 펄스화된 레이저 에너지 자원의 제 1 펄스동안 제 1 레이저 빔 광모듈이 상기 소재로 제 1 펄스화된 레이저 빔을 포커싱하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 기구.
8. 제 7항에 있어서, 사기 제 1 펄스동안 잔여 레이저 빔 초점 광모듈이 상기 소재로 이어지는 펄스화된 레이저 빔을 포커싱하기위해 요구되는 위치로 재위치설정되도록 작동하고 상기 이어지는 펄스화된 레이저 빔이 상기 하나이상의 펄스화된 레이저 에너지 자원의 이어지는 펄스동안 출력되는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 기구.
9. 제 8항에 있어서, 상기 레이저 빔 초점 모듈이 상기 빔 조정 모듈의 상류에 위치하고 상기 레이저 빔 초점 모듈이 상기 소재로 상기 펄스 레이저를 포커싱하기 위해 하나이상의 이동가능한 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 기구.
10. 제 8항에 있어서, 상기 레이저 빔 초점 모듈이 상기 하나이상의 레이저 빔 조정 모듈내에 하나이상의 작동기를 포함하고, 상기 작동기가 하나이상의 레이저 빔을 조정하는 기능으로 광통로의 길이내의 변경을 보상하기위해 축을 따라 상기 레이저 빔 조정 모듈의 부분을 움직이도록 작동하는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 기구.
11. 제 1항에 있어서, 상기 하나이상의 레이저 에너지 자원이 복수의 레이저 빔을 제공하기 위해 작동하는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 기구.
12. 제 1항에 있어서, 상기 하나이상의 레이저 에너지 자원이 복수의 레이저 빔을 제공하기 위해 작동하고 상기 복수의 레이저 빔 초점 광장치가 각 레이저 빔에 대해 하나이상의 여분의 레이저 빔 초점 광 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 기구.
13. 제 7항에 있어서, 상기 소재로 레이저 빔을 포커싱하기위해 레이저 빔 초점 광 모듈을 형성하는 주기 시간이 상기 하나이상의 펄스화된 레이저 자원의 펄스를 분리하는 시간 간격을 초과하는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 기구.
14. 제 4항에 있어서, 상기 하나이상의 펄스화된 레이저 에너지 자원이 상기 하나이상의 펄스화된 레이저 빔을 선택가능하게 편향하는 편향기를 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 기구.
15. 제 7항에 있어서, 상기 하나이상의 레이저 에너지 자원이 상기 펄스화된 레이저 자원의 펄스들사이의 시간간격보다 작은 주기 시간을 가지는 음향-광학 편향기를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 기구.
16. 제 15항에 있어서, 상기 펄스화된 레이저 에너지 자원의 초기 펄스동안 상기 편향기가 제 1 레이저 빔 초점 광 모듈로 초기 레이저 빔을 편향하도록 작동하고 다음펄스동안 상기 편향기가 잔여 레이저 빔 초점 광 모듈로 다음 레이저 출력을 편향하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 기구.
17. 소재에 레이저 에너지를 분배하는 방법에 있어서,

    둘이상의 레이저 빔을 제공하고;

    목표상의 독자적으로 선택가능한 위치로 상기 각 둘이상의 레이저 빔을 선택적으로 조정하고;

    상기 목표로 둘 이상의 각 레이저 빔을 독자적으로 포커싱하는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 방법.
18. 제 17항에 있어서, 상기 선택적인 조정이 상기 둘이상의 레이저 빔 보다 큰 레이저 빔 조정 모듈 수를 포함하는 복수의 레이저 빔 조정 모듈에 의해 수행되고, 이에따라 하나이상의 잔여 레이저 빔 조정 모듈을 한정하는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 방법.
19. 제 17항에 있어서, 독자적인 포커싱이 상기 둘이상의 레이저 빔 보다 큰 레이저 빔 초점 광 모듈 수를 포함하는 복수의 레이저 빔 초점 광 모듈에 의해 수행되고, 이에따라 하나이상의 잔여 레이저 빔 초점 광 모듈을 한정하는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 방법.
20. 제 18항에 있어서, 상기 둘이상의 레이저 빔을 제공하는 것이 상기 레이저 빔을 선택가능한 레이저 빔 조정 모듈로 선택적으로 향하도록 하는 것을 포함하고, 상기 둘이상의 잔여 레이저 빔 조정 모듈이 상기 둘이상의 레이저 빔의 펄스 반복율과 상기 레이저 빔 조정 모듈의 각 주기 시간사이의 차이를 보상하는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 방법.
21. 제 19항에 있어서, 상기 둘이상의 레이저 빔을 제공하는 것이 상기 레이저 빔을 선택가능한 레이저 빔 초점 광모듈로 선택적으로 향하도록 하는 것을 포함하고, 상기 복수의 레이저 빔 초점 광 모듈의 나머지가 상기 둘이상의 레이저 빔의 펄스 반복율과 상기 레이저 빔 초점 광 모듈의 각 주기 시간사이의 차이를 보상하는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 방법.
22. 제 17항에 있어서, 상기 둘이상의 레이저 빔이 펄스화된 레이저 빔이고 제 1 펄스동안 상기 소재로 제 1 레이저빔을 포커싱하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 방법.
23. 제 22항에 있어서, 이어지는 선택가능한 위치에서 상기 소재로 이어지는 펄스화된 레이저 빔을 포커싱하기위해 요구되는 위치로 제 1 펄스동안 잔여 레이저 빔 초점 광 모듈을 재위치설정하는 것을 포함하고 이어지는 펄스동안 사익 이어지는 펄스화된 레이저빔이 출력되는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 방법.
24. 제 23항에 있어서, 상기 포커싱이 상기 조정의 상류의 하나이상의 이동가능한 렌즈에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 방법.
25. 제 23항에 있어서, 상기 포커싱이 상기 조정에 따른 광통로의 길이의 변화를 보상하기 위해 축을 따라 선회조정 미러를 움직임으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 방법.
26. 제 17항에 있어서, 상기 둘이상의 레이저 빔을 제공하는 것이 셋이상의 레이저 빔을 제공하는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 방법.
27. 제 22항에 있어서, 상기 소재로 레이저 빔을 포커싱하기 위한 레이저 빔 초점 광 모듈을 형성하는 시간이 둘이상의 펄스화된 빔의 펄스를 분리하는 시간 간격을 초과하는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 방법.
28. 제 20항에 있어서, 상기 둘이상의 레이저빔을 제공하는 것이 빔 분리기로 제 1 레이저 빔을 공급하고 둘이상의 레이저 빔으로 상기 제 1 레이저 빔을 나누는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 방법.
29. 제 28항에 있어서, 상기 분리가 상기 레이저 빔이 음향 광학 편향기(AOD)를 통과하고 둘이상의 레이저 빔으로 상기 제 1 레이저 빔을 분리하도록 작동하는 상기 AOD 내의 음향파를 발생시키는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 방법.
30. 제 29항에 있어서, 상기 음향파를 발생시키는 것이 상기 펄스화된 레이저 자원의 펄스들사이의 시간간격보다 적은 시간내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 방법.
31. 제 29항에 있어서, 제 1 음향파에 응답하여 제 1 및 제 2 레이저 빔 초점 광 모듈로 제 1 레이저 빔 펄스와 관련된 둘이상의 레이저 빔을 편향하고, 그후, 제 2 음향파에 응답하여 제 3 및 제 4 레이저 빔 초점 광 모듈로 이어지는 레이저 빔 펄스와 관련된 둘이상의 레이저 빔을 편향하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 소재에 레이저 에너지를 분배하는 방법.
32. 전기회로 기질에 레이저 에너지를 분배하는 기구에 있어서,

    복수의 레이저 빔을 동시에 출력하는 하나이상의 레이저 빔 자원;

    독자적으로 선택가능한 위치에서 상기 전기 회로 기질에 복수의 레이저 빔이 충돌하도록 하는 하나이상의 레이저 빔 자원과 전기 회로 기질 사이에 배치된 복수의 독자적으로 조정가능한 레이저 빔 편향기; 및

    f-θ 광 요소없이 다른 독자적으로 선택가능한 위치로 복수의 레이저 빔을 포커싱하도록 작동하는 초점 광장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기회로 기질에 레이저 에너지를 분배하는 기구.
33. 제 32항에 있어서, 하나이상의 레이저 빔 자원이 제 1 레이저 빔을 출력하는 레이저와 상기 레이저 빔을 상기 복수의 레이저 빔으로 분리하는 하나이상의 빔 분리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기회로 기질에 레이저 에너지를 분배하는 기구.
34. 제 33항에 있어서, 상기 빔 분리기가 음향-광학 편향기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기회로 기질에 레이저 에너지를 분배하는 기구.
35. 제 34항에 있어서, 상기 음향-광학 편향기가 상기 복수의 레이저 빔으로 상기 제 1 레이저 빔을 분리하도록 작동하고 각 레이저 빔이 복수의 독자적으로 선택가능한 위치사이의 독자적으로 선택가능한 방향으로 가도록 작동하는 것을 특징으로 하는 전기회로 기질에 레이저 에너지를 분배하는 기구.
36. 제 32항에 있어서, 상기 초점 광장치가 하나이사으이 이동가능한 광요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기회로 기질에 레이저 에너지를 분배하는 기구.
37. 전기회로 기질에 레이저 에너지를 분배하는 방법에 있어서,

    레이저 빔 자원으로부터 복수의 레이저 빔을 동시에 출력하고;

    독자적으로 선택가능한 위치에서 상기 전기 회로 기질에 충돌하도록 상기 복수의 레이저 빔을 독자적으로 조정하고;

    상기 복수의 레이저 빔을 f-θ 광요소 없이 다른 독자적으로 선택가능한 위치로 포커싱하는 것을 특징으로 하는 전기회로 기질에 레이저 에너지를 분배하는 방법.
38. 제 37항에 있어서, 사이 동시에 출력하는 것이 제 1 레이저 빔을 출력하고 상기 제 1 레이저 빔을 상기 복수의 레이저 빔으로 분리하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기회로 기질에 레이저 에너지를 분배하는 방법.
39. 제 38항에 있어서, 상기 분리가 상기 제 1 레이저 빔을 음향-광학 편향기로 분리하는 것을 특징으로 하는 전기회로 기질에 레이저 에너지를 분배하는 방법.
40. 제 39항에 있어서, 상기 분리가 독자적으로 선택가능한 방향에서 복수의 레이저 빔중 하나를 지시하는 것을 특징으로 하는 전기회로 기질에 레이저 에너지를 분배하는 방법.
41. 제 37항에 있어서, 상기 포커싱이 하나이상의 광요소를 움직이는 것을 특징으로 하는 전기회로 기질에 레이저 에너지를 분배하는 방법.
42. 빔 분리기에 있어서,

    복수의 작동 영역을 가지는 빔 분리기가 복수의 작동 영역중 제 1 하나에서 레이저 빔을 수용하고 입력 신호에 응답하여 선택가능한 수의 출력 빔을 제공하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 빔 분리기.
43. 제 42항에 있어서, 제어입력신호가 각 펄스가 출력 빔 세그먼트중 각 하나를 제어하는 펄스들의 시퀀스를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 분리기.
44. 제 43항에 있어서, 각 출력 빔이 펄스들의 각 하나의 특성에 의해제어되는 에너지 매개변수를 가지는 것을 특징으로 하는 빔 분리기.
45. 제 43항에 있어서, 각 출력 빔 세그먼트가 펄스들의 각 하나의 특성에 의해 제어되는 각각의 편향 각도에 의해 편향되는 것을 특징으로 하는 빔 분리기.
46. 제 42항에 있어서, 각 선택가능한 수의 출력 빔 세그먼트가 동일한 단면 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 빔 분리기.
47. 제 42항에 있어서, 몇몇 선택가능한 수의 출력 빔 세그먼트가 제어가능한 에너지 매개변수를 가지는 것을 특징으로 하는 빔 분리기.
48. 제 47항에 있어서, 에너지 매개변수가 에너지 밀도인 것을 특징으로 하는 빔 분리기.
49. 제 48항에 있어서, 출력빔 세그먼트의 에너지 밀도가 균일한 것을 특징으로 하는 빔 분리기.
50. 제 48항에 있어서, 출력 빔 세그먼트의 에너지 밀도가 비균일한 것을 특징으로 하는 빔 분리기.
51. 제 42항에 있어서, 빔 편향기가 제어 입력 신호에 응답하는 각 방향내의 출력 빔 세그먼트를 지시하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 빔 분리기.
52. 제 42항에 있어서, 빔 편향기가 음향-광학 편향기를 포함하고, 각 작동영역내의 레이저 빔을 굴절시키도록 제어 입력신호에 응답하여 음향-광학 편향기내의 음향파를 발생시키기 위해 연결되는 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 분리기.
53. 빔을 동적으로 분리하기 위한 방법에 있어서,

    빔 편향기내의 복수의 작동영역중 제 1 하나에서 레이저 빔을 수용하고;

    제어 입력 신호에 응답하여 다른 작동 영역으로부터 선택가능한 수의 출력 빔 세그먼트를 출력하는 것을 특징으로 하는 빔을 동적으로 분리하기 위한 방법.
54. 제 53항에 있어서, 상기 출력이 펄스의 시퀀스를 가지는 제어 입력신호를 발생하는 것을 포함하고 각 펄스들이 각 출력 빔 세그먼트를 제어하는 것을 특징으로 하는 빔을 동적으로 분리하기 위한 방법.
55. 제 54항에 있어서, 출력 빔 세그먼트가 펄스둘 중 하나의 특성에 의해 제어되는 에너지 매개변수를 가지는 것을 특징으로 하는 빔을 동적으로 분리하기 위한 방법.
56. 제 54항에 있어서, 출력 빔 세그먼트가 각각의 편향각에의해 각각 편향되고 상기 편향각이 각 펄스의 특성에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 빔을 동적으로 분리하기 위한 방법.
57. 제 53항에 있어서, 상기 출력이 각각 동일한 단면 형태를 가지는 선택가능한 수의 출력 세그먼트를 출력하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 빔을 동적으로 분리하기 위한 방법.
58. 제 53항에 있어서, 상기 출력이 몇몇 출력 빔 세그먼트가 제어가능한 에너지 매개변수를 가지는 선택가능한 수의 출력 빔 세그먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔을 동적으로 분리하기 위한 방법.
59. 제 58항에 있어서, 상기 에너지 매개변수가 에너지 밀도인 것을 특징으로 하는 빔을 동적으로 분리하기 위한 방법.
60. 제 59항에 있어서, 상기 출력 빔 세그먼트의 에너지 밀도가 균일한 것을 특징으로 하는 빔을 동적으로 분리하기 위한 방법.
61. 제 59항에 있어서, 상기 출력 빔 세그먼트의 에너지 밀도가 비균일한 것을 특징으로 하는 빔을 동적으로 분리하기 위한 방법.
62. 제 53항에 있어서, 상기 출력이 제어입력신호에 응답하여 선택가능한 방향내로 출력 빔 세그먼트를 보내는 것을 특징으로 하는 빔을 동적으로 분리하기 위한 방법.
63. 제 53항에 있어서, 상기 출력이 각 작동 영역에서 레이저 빔을 굴절시키도록 제어 입력신호에 응답하여 음향-광학 편향기내의 음향파를 발생하는 것을 특징으로 하는 빔을 동적으로 분리하기 위한 방법.