KR20090104835A - 물질 처리를 위해 펄스 트레인을 생성하기 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

물질 처리를 위해 펄스 트레인을 생성하기 위한 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

시스템 및 방법은 물질 처리를 위해 레이저 펄스 트레인들을 생성한다. 일실시예에서, 높은 반복율로 안정한 레이저 펄스 트레인들은 연속파(CW) 또는 의사-CW 레이저 빔들로부터 생성된다. 레이저 펄스 트레인에서의 하나 이상의 레이저 펄스들은 목표 물질로 전달된 에너지를 제어하도록 성형될 수 있다. 다른 실시예에서, 다중 레이저 빔들은 단일 레이저 펄스, CW 레이저 빔, 또는 의사-CW 레이저 빔으로부터 다중 처리 헤드들에 분배된다. 하나의 그러한 실시예에서, 단일 광학 편향기는 다중 레이저 빔들을 각 처리 헤드들에 분배한다.

Description

물질 처리를 위해 펄스 트레인을 생성하기 위한 방법 및 시스템{METHODS AND SYSTEMS FOR GENERATING PULSE TRAINS FOR MATERIAL PROCESSING}
본 개시는 일반적으로 레이저 처리에 관한 것이다. 특히, 본 개시는 높은 펄스 반복 주파수에서 안정적인 성형된(shaped) 펄스 트레인(train)을 생성하는 것과, 단일 레이저 소스로부터 레이저 빔들을 다중 가공 헤드들에 전달하는 것에 관한 것이다.
레이저 처리는 다양한 프로세스들을 달성하기 위해 다양한 레이저들을 이용하여 다수의 상이한 유형의 소재(workpiece)들 상에서 수행될 수 있다. 레이저들은 예를 들어, 단층 또는 다층 소재에서 구멍(hole) 및/또는 블라인드 비아(blind via)를 형성하는데 사용될 수 있다. 반도체 웨이퍼 처리는, 예를 들어 스크라이빙(scribing), 다이싱(dicing), 드릴링(drilling), 반도체 링크들(퓨즈들)의 제거, 수동의 두껍거나 얇은 필름 구성요소들의 열 어닐링, 및/또는 트리밍(trimming)을 포함하는 다양한 유형의 레이저 미세가공을 포함할 수 있다.
종래의 레이저 드릴링 또는 스크라이빙 기술들은 예를 들어 원적외선 범위에서 파장들을 갖는 CO2 레이저들을 이용하는 것을 포함한다. 그러나, 그러한 레이저 들은 일반적으로 몇몇 집적 회로(IC) 처리 물질들을 제거(ablate)하기 위해 높은 에너지를 요구할 수 있다.
더욱이, 그러한 처리 기술들은 일반적으로 긴 펄스들을 이용하는데, 이러한 펄스에서의 느린 상승 및 하강 타이밍은 대략 50㎲정도이다. 따라서, 긴 펄스들은 열 감응 지역들, 재주조(recast) 산화물 층들, 과도한 파편, 깎여짐(chipping) 및 갈라짐(cracking)을 야기하는 과도한 열 확산을 허용할 수 있다. 더욱이, 펄싱된 CO2 레이저들은 일반적으로 처리 품질의 일관성에 악영향을 줄 수 있는 높은 크기의 펄스간 에너지 불안정성을 갖는 경향이 있다.
종래의 CO2 드릴링 또는 스크라이빙 시스템들은 일반적으로 대략 50㎲과 대략 100㎲ 사이인 여기된 상태의 일반적인 완화 시간을 갖는 무선 주파수(RF) 펄싱된 CO2 레이저들을 이용한다. 이산 레이저 펄스들을 생성하기 위해, 일반적으로 허용가능한 펄스 반복 주파수(PRF)는 2배의 완화 시간에 대략 반비례한다. 따라서, CO2 레이저들은 일반적으로 대략 5kHz와 대략 10kHz 사이에 최대치(PRF)를 제공한다. 증가된 처리량을 원할 때, 이들 낮은 PRF 값들은 처리 품질을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 스크라이빙 시스템이 소재에 대해 레이저 빔을 이동시키는 속도를 증가시킬 때, 펄스들 사이의 분리로 인해 절단부(kerf)에 따른 구조들은 낮은 PRF에서 돌출된다. 절단부에서의 그러한 구조들은 처리 품질을 감소시킨다.
본 명세서에 개시된 실시예는, 높은 펄스 반복 주파수에서 안정적인 성형된 펄스 트레인을 생성하고, 단일 레이저 소스로부터 레이저 빔들을 다중 처리 헤드들에 전달하는 시스템 및 방법을 제공한다.
일실시예에서, 고속으로 안정한 레이저 펄스 트레인들을 생성하기 위한 레이저 처리 시스템은 레이저 펄스 트레인으로 물질의 목표 장소를 조명하도록 구성된 처리 헤드와, 연속파(CW) 또는 의사-CW 레이저 빔을 생성하도록 구성된 레이저 소스를 포함한다. 상기 시스템은 또한, 레이저 소스로부터 CW 또는 의사-CW 레이저 빔을 수용하고, 제어 신호를 수신하고, 제어 신호에 기초하여 CW 또는 의사-CW 레이저 빔으로부터 레이저 펄스 트레인을 생성하고, 레이저 펄스 트레인을 처리 헤드로 향하게 하도록 구성된 광학 셔터를 포함한다.
다른 실시예에서, 레이저 처리 방법은 CW 또는 의사-CW 레이저 빔을 생성하는 단계와, 레이저 펄스 트레인을 생성하기 위해 CW 또는 의사-CW 레이저 빔의 부분들을 시간 슬라이싱(temporally slicing)하는 단계와, 레이저 펄스 트레인을 물질의 목표 장소로 향하게 하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 시스템은 CW 또는 의사-CW 레이저 빔을 생성하는 수단과, CW 또는 의사-CW 레이저 빔으로부터 레이저 펄스 트레인을 생성하는 수단과, 레이저 펄스 트레인을 물질의 목표 장소로 향하게 하는 수단을 포함한다.
다른 실시예에서, 다중 레이저 빔들을 이용하여 물질을 처리하는 레이저 처리 시스템은 제 1 레이저 펄스 트레인으로 목표 물질의 제 1 장소를 조명하도록 구성된 제 1 처리 헤드와, 제 2 레이저 펄스 트레인으로 목표 물질의 제 2 장소를 조명하도록 구성된 제 2 처리 헤드와, 레이저 빔을 생성하도록 구성된 레이저 소스와, 레이저 소스로부터 레이저 빔을 수용하고, 제 1 레이저 펄스 트레인을 제 1 처리 헤드로 향하게 하고, 제 2 레이저 펄스 트레인을 제 2 처리 헤드로 향하게 하도록 구성된 광학 셔터를 포함한다.
다른 실시예에서, 레이저 처리 방법은, 레이저 빔을 제 1 음향-광학 변조기(AOM)에 제공하는 단계로서, 상기 제 1 AOM은 레이저 빔으로부터 제 1 레이저 펄스 트레인 및 제 2 레이저 펄스트레인을 생성하도록 구성되는, 레이저 빔을 제 1 음향-광학 변조기에 제공하는 단계와, 목표 물질의 제 1 장소를 조명하도록 제 1 광학 경로를 따라 제 1 레이저 펄스 트레인을 편향하도록 구성된 제 1 주파수에서 제 1 AOM을 구동하는 단계와, 목표 물질의 제 2 장소를 조명하도록 제 2 광학 경로를 따라 제 2 레이저 펄스 트레인을 편향하도록 구성된 제 2 주파수에서 제 1 AOM을 구동하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 레이저 처리 시스템은 레이저 빔을 생성하는 수단과, 레이저 빔으로부터 제 1 레이저 펄스 트레인 및 제 2 레이저 펄스 트레인을 생성하는 수단과, 제 1 레이저 펄스트레인으로 목표 물질 상의 제 1 장소를 조명하도록 제 1 레이저 펄스 트레인을 제 1 편향각으로 편향시키고, 제 2 레이저 펄스 트레인으로 목표 물질 상의 제 2 장소를 조명하도록 제 2 레이저 펄스 트레인을 제 2 편향각으로 편향시키는 수단을 포함한다.
추가 양상 및 장점은 첨부 도면을 참조하여 진행되는 다음의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1 및 도 2는 비교적 낮은 펄스 반복율로 이산 펄스들을 포함하는 각 레이저 출력들을 생성하도록 레이저를 구동시키는데 사용된 각 RF 신호들의 개략적인 타이밍도.
도 3 내지 도 5는 증가하는 펄스 반복율로 각 레이저 출력들을 생성하도록 레이저를 구동시키는데 사용된 RF 신호들의 개략적인 타이밍도.
도 6은 일실시예에 따라 RF 트리거에 의해 구동된 음향-광학 변조기(AOM)의 출력 레이저 펄스 트레인들의 개략적인 타이밍도.
도 7a 및 도 7b는 특정 실시예에 따라 레이저/물질 열 결합을 최적화하기 위해 적어도 하나의 성형된 펄스를 포함하는 레이저 펄스 트레인의 시간 프로파일을 개략적으로 도시한 도면.
도 8은 일실시예에 따라 펄스 높이에서의 변동을 포함하는 도 7a에 도시된 레이저 펄스 트레인의 시간 프로파일을 개략적으로 도시한 도면.
도 9는 일실시예에 따라 시간 펄스 폭 및 펄스 반복율에서의 변동을 포함하는 도 7a에 도시된 레이저 펄스 트레인의 시간 프로파일을 개략적으로 도시한 도면.
도 10a는 종래의 연속파 CO2 레이저를 이용하여 플라스틱 물질로 절단된 그루브를 그래픽적으로 도시한 도면.
도 10b는 예시적인 실시예에 따라 RF 트리거를 통해 구동된 AOM에 의해 제공된 높은 반복율로 안정한 레이저 펄스 트레인을 이용하여 플라스틱 물질로 절단된 그루브를 그래픽적으로 도시한 도면.
도 11a 및 도 11b는 특정한 예시적인 실시예에 따라 RF 트리거들을 통해 구동된 AOM에 의해 제공된 높은 반복율로 안정한 레이저 펄스 트레인들을 이용하여 인쇄 회로 기판에 드릴링된 비아들의 단면을 그래픽적으로 도시한 도면.
도 12는 제 1 처리 헤드로 향하게 된 제 1 펄스와, 제 2 처리 헤드로 향하게 된 제 2 펄스와, 빔 덤프(beam dump)로 향하게 된 결과적인 레이저 빔에 대해 도시된, 종래의 RF 펄스 펌핑된 레이저에 의해 생성된 시간 레이저 빔의 개략적인 타이밍도.
도 13은 일실시예에 따라 제 1 헤드, 제 2 헤드, 제 3 헤드, 및 빔 덤프로 향하게 된 파형에 대해 도시된, RF 펄스 펌핑된 레이저에 의해 생성된 시간 레이저 빔의 개략적인 타이밍도.
도 14는 일실시예에 따라 단일 RF 펄싱된 레이저로부터 다중 빔 생성을 위한 예시적인 시스템을 도시한 블록도.
도 15는 일실시예에 따라 제 1 헤드, 제 2 헤드, 제 3 헤드, 제 4 헤드, 및 빔 덤프로 향하게 된 파형에 관해 도시된, CW 레이저에 의해 생성된 시간 CW 레이저 빔의 개략적인 타이밍도.
도 16은 일실시예에 따라 단일 CW 또는 의사-CW 레이저로부터 다중 빔 생성을 위한 예시적인 시스템을 도시한 블록도.
도 17은 일실시예에 따라 소수의 AOM을 이용하여 다중 빔 생성을 위한 예시적인 시스템을 도시한 블록도.
도 18은 일실시예에 따라 2개의 RF 신호들에 의해 구동된 예시적인 AOM을 도시한 블록도.
도 19는 일실시예에 따라 도 18에 도시된 RF 전원 및 AOM으로 도시된, CW 레이저의 블록도.
본 개시는 높은 반복율로 안정한 레이저 펄스 트레인들을 생성하고, 레이저 펄스 트레인에서 하나 이상의 펄스들을 성형하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 특정한 실시예는 또한 처리량을 개선하기 위해 단일 펄싱된, 연속파(CW), 또는 의사-CW 레이저로부터 다중 레이저 빔들을 다중 처리 헤드들로 전달한다. 하나의 그러한 실시예에서, 단일 광학 편향기는 다중 레이저 빔들을 다중 처리 헤드들에 분배하도록 구성된다.
이제 유사한 참조 번호가 유사한 요소를 나타내는 도면을 참조한다. 간략함을 위해, 참조 번호의 첫째 자리수는 대응하는 요소가 먼저 사용되는 도면 번호를 나타낸다. 다음 설명에서, 다수의 특정한 세부사항은 본 발명의 실시예의 철저한 이해를 위해 제공된다. 그러나, 본 발명이 하나 이상의 특정한 세부사항 없이, 또는 다른 방법, 구성요소, 또는 물질을 가지고 실행될 수 있다는 것을 당업자가 인식할 것이다. 더욱이, 몇몇 경우에, 잘 알려진 구조, 물질, 또는 동작은 본 발명의 불명료한 양상을 피하기 위해 구체적으로 도시되거나 설명되지 않는다. 더욱이, 설명된 특성, 구조, 또는 특징은 하나 이상의 실시예에서 임의의 적합한 방식으로 결합될 수 있다.
A. 안정한 펄스 트레인들
전술한 바와 같이, 종래의 RF 펌핑된 CO2 레이저들은 특정한 PRF보다 높은 이산적인 레이저 펄스들을 생성하지 않고, 일반적으로 펄스들 사이의 고도의 에너지 불안정성을 갖는다. 따라서, 그러한 레이저들은 일정한 처리 품질을 생성하지 않을 수 있다. 더욱이, 목표 물질에 가해진 모든 에너지가 열 제거 프로세스에서 사용하기 위해 변환되는 것은 아니다. 물질에 가해진 에너지 선량과 제거에 사용된 에너지 사이의 차이는 열 에너지로서 부분적으로 물질에 남아있을 수 있다. 이러한 과도한 열 에너지는, 예를 들어 과도한 용융, 얇은 조각화(delamination), 열-감응 지역, 재주조 산화물 층, 과도한 파편, 깎여짐 및 갈라짐을 야기할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 특정한 실시예에 따라, 시간에 따라 직사각형 레이저 펄스들의 안정한 펄스 트레인은 펄스들 사이 그리고 단일 펄스 내에서 레이저/물질 상호작용을 제어하도록 생성된다. 펄스들의 트레인 중에 그리고 단일 펄스 내에서 펄스 에너지 및 시간 펄스의 미세 조정은 부작용을 최소화하거나 감소시킴으로써 열 제거를 최적화할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 미세 프로세서 제어는 비아 드릴링 또는 스크라이빙을 위해 달성될 수 있다.
일실시예에서, 음향-광학 변조기(AOM) 또는 전기-광학 변조기(EOM)와 같은 광학 셔터 또는 고속 스위칭 디바이스는 CW 또는 의사-CW 레이저 빔을 수용하고, 매우 높은 PRF에서 펄스들의 안정한 트레인을 생성한다. 예를 들어, 일실시예에서, 직사각형 레이저 펄스들의 안정한 트레인은 대략 1MHz까지 PRF에서 생성된다. PRF 는 고속 스위칭 디바이스(예를 들어, AOM)의 상승/하강 시간 및/또는 레이저 빔의 크기와 같은 인자에 따라 좌우될 수 있다. 예를 들어, 더 큰 레이저 빔들은 비교적 더 긴 상승/하강 시간을 요구할 수 있다. 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법에 의해 생성된 더 높은 PRF는 목표 물질에서 매끄러운 절단부를 생성하는데 사용될 수 있는 직사각형 펄스들의 안정한 트레인을 제공한다.
일실시예에서, 레이저 빔의 RF 여기의 지속기간은 최적화 또는 증가된 처리 품질을 위해 펄스 에너지 및/또는 시간 펄스를 변조하도록 선택적으로 조정된다. 그러한 일실시예는 인쇄 회로 보드(PCB) 산업에서 물질을 처리하기 위해, 플랫 패널 디스플레이 산업에서 편광 필름을 처리하기 위해, 및/또는 자동차 산업에서와 같은 다른 산업에 대해 금속 및 금속/플라스틱을 처리하기 위해 미세 조정을 허용한다.
전술한 바와 같이, 대략 50㎲와 대략 100㎲ 사이의 여기된 상태의 완화 시간을 갖는 종래의 RF 펄싱된 CO2 레이저들은 대략 10kHz보다 낮은 PRF에서 이산적인 레이저 펄스들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2는 비교적 낮은 펄스 반복율로 이산적인 펄스들을 포함하는 각 레이저 출력들(112, 212)을 생성하도록 레이저를 구동하는데 사용된 각 RF 신호들(110, 210)의 타이밍도를 개략적으로 도시한다. 도 1 및 도 2에 도시된 레이저 출력들(112, 212)은 대략 동일한 펄스 반복율을 갖는다. 그러나, 레이저의 여기된 상태의 완화 시간, 및 도 1에 도시된 RF 신호(110)(비교적 더 넓은 펄스들 및 대략 50%의 듀티 사이클을 갖는) 및 도 2에 도 시된 RF 신호(210)(비교적 더 좁은 펄스들 및 대략 25%의 듀티 사이클을 갖는)에 의해 제공된 RF 여기의 지속기간에서의 차이로 인해, 레이저 출력(112)에서의 펄스들은 레이저 출력(212)에서의 펄스들과 다른 형태를 갖는다.
그러나, 레이저가 더 높은 펄스 반복율로 실행되기 때문에, 레이저 펄스 트레인은 증가하는 CW 구성요소를 포함하기 시작한다. 예를 들어, 도 3 내지 도 5는, 증가하는 펄스 반복율로 각 레이저 출력들(312, 412, 512)을 생성하도록 레이저를 구동하는데 사용된 RF 신호들(310, 410, 510)의 타이밍도를 개략적으로 도시한다. 도 3에 도시된 RF 신호(310)에서의 펄스들의 시간 폭은 도 1에 도시된 RF 신호(110)에서의 펄스들의 시간 폭과 실질적으로 동일하다. 그러나, 도 3에 도시된 RF 신호(310)는 도 1에 도시된 RF 신호(110)의 듀티 사이클(대략 50%)보다 더 높은 듀티 사이클(대략 66.6%)을 갖는다. 도 3에 도시된 레이저 출력(312)은 이에 대응하여 도 1에 도시된 펄스 반복율보다 더 높은 펄스 반복율을 갖는다. 그러나, 레이저의 여기된 상태의 완화 시간으로 인해, 도 3에 도시된 RF 신호(310)의 더 높은 듀티 사이클은 도 3에 도시된 레이저 출력(312)에서의 펄스들 사이에 오프셋 또는 CW 구성요소를 도입한다.
유사하게, 도 4 및 도 5에 도시된 RF 신호들(410, 510)에서의 펄스들의 시간 폭은 도 2에 도시된 RF 신호(210)에서의 펄스들의 시간 폭과 실질적으로 동일하다. 그러나, 도 4에 도시된 RF 신호(410)는 도 2에 도시된 RF 신호의 듀티 사이클(대략 25%)보다 더 높은 듀티 사이클(대략 50%)을 갖는다. 따라서, 도 4에 도시된 레이저 출력(412)은 이에 대응하여 도 2에 도시된 펄스 반복율보다 더 높은 펄스 반복율을 갖는다. 그러나, 레이저의 여기된 상태의 완화 시간으로 인해, 도 4에 도시된 RF 신호(410)의 더 높은 듀티 사이클은 도 4에 도시된 레이저 출력(412)에서의 펄스들 사이에 오프셋 또는 CW 구성요소를 도입한다. 따라서, 레이저의 펄스 반복율을 증가시키는 것은 안정한 이산적인 펄스들을 제공할 수 있는 레이저의 능력을 감소시킨다.
듀티 사이클이 계속해서 증가하기 때문에{예를 들어, RF 신호(510)의 듀티 사이클이 대략 83.3%인 도 5에 도시된 바와 같이}, 레이저 출력(512)은 CW 레이저에 도달한다. 그러한 레이저 출력(512)은 본 명세서에서 의사-CW 레이저 출력(512)으로 언급될 수 있다. 일실시예에 따라 높은 PRF에서 안정한 펄스 트레인을 생성하기 위해, 의사-CW 레이저 출력(512)(또는 CW 레이저 출력)은 AOM에 제공된다. 레이저 출력이 CW 레이저에 도달함에 따라, AOM에 의해 제공된 펄스 트레인의 안정성은 개선된다.
예를 들어, 도 6은 일실시예에 따라 RF 트리거(614)에 의해 구동된 AOM의 각 출력 레이저 펄스 트레인들(610, 612)의 타이밍도를 개략적으로 도시한다. 레이저 펄스 트레인(610)에 대응하는 예에서, AOM은 CW 구성요소를 포함하는 레이저 빔(미도시)을 수용하며, 이러한 레이저 빔은 40% 듀티 사이클에서 레이저를 구동하는 것에서 초래된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 이것은 AOM에 의해 제공된 레이저 펄스 트레인(610)으로 하여금 펄스 높이에서의 현저한 펄스간 변동을 포함하도록 한다. 이러한 레이저 펄스 트레인(610)은 불량한 절단부 품질을 초래할 수 있다.
레이저 펄스 트레인(612)에 대응하는 예에서, AOM은 의사-CW 레이저 빔(미도 시)을 수용하며, 이러한 의사-CW 레이저 빔은 99% 듀티 사이클에서 레이저를 구동하는 것에서 초래된다. 레이저 펄스 트레인(614)은 매우 안정하며 목표 물질에서 고품질 절단부를 생성한다. 안정한 레이저 펄스 트레인(614)이 레이저의 여기된 상태의 완화 시간에 따라 다른 듀티 사이클에서 레이저를 구동함으로써 생성될 수 있다는 것을 본 개시로부터 당업자는 인식할 것이다. 예를 들어, 일실시예에서, 레이저는 대략 80%와 대략 100% 사이의 듀티 사이클을 이용하여 구동된다. 적합한 의사-CW 레이저 빔을 달성하기 위해, RF 소스는 레이저의 여기된 상태의 완화 시간보다 실질적으로 더 빠르게 레이저를 구동하도록 구성된다.
일실시예에서, AOM을 구동하는데 사용된 RF 트리거(614)는 대략 100kHz와 대략 250kHz 사이의 범위에서 주파수를 갖는다. 그러나, RF 트리거(614)의 주파수는 250kHz보다 실질적으로 더 높을 수 있다. 예를 들어, 다른 실시예에서, RF 트리거(614)는 대략 1MHz까지의 주파수를 갖는다. 특정한 실시예에서, RF 트리거의 주파수는 AOM의 상승/하강 시간에 기초한다.
B. 펄스 성형
안정한 레이저 펄스 트레인들을 생성하는 것 외에도, 또는 다른 실시예에서, AOM(또는 EOM과 같은 다른 고속 스위칭 디바이스)은 레이저 처리 품질을 개선하기 위해 레이저 펄스 트레인에서 하나 이상의 펄스들을 성형한다. 레이저 빔에 노출된 물질이 고체 상태로부터 액체 상태로의 가열 또는 상 변화를 겪을 때, 물질의 흡수 단면은 변할 수 있다. 레이저 빔의 하나 이상의 특성을 조정함으로써, 더 효과적인 레이저/물질 결합이 달성될 수 있다.
예를 들어, 도 7a 및 도 7b는 특정 실시예에 따라 레이저/물질 열 결합을 제공하기 위해 적어도 하나의 성형된 펄스를 포함하는 레이저 펄스 트레인(700)의 시간 프로파일을 개략적으로 도시한다. 예시적인 목적을 위해, 레이저 펄스 트레인(700)은 제 1 펄스들의 열(710) 및 제 2 펄스들의 열(712)로서 도시된다. 이들 예시적인 실시예에서, AOM은 결합 효율을 증가시키기 위해 각 열(710, 712)에서 마지막 펄스(714)를 성형한다. 더욱이, 또는 다른 실시예에서, AOM은 각 열(710, 712)에서 하나 이상의 다른 펄스들을 성형한다. 각 열(710, 712)에서의 펄스들의 수, 각 열(710, 712)에서의 성형된 펄스들(714)의 수, 및/또는 성형된 펄스들(714)의 특정한 형태는 목표 물질에 가해진 레이저 에너지의 선량을 제어하도록 선택될 수 있다.
일실시예에서, 성형된 레이저 펄스들(714)의 특정한 형태는 AOM에 가해진 RF 트리거(614)(도 6을 참조)의 형태에 기초한다. 예를 들어, RF 생성기(미도시)는 레이저 펄스 트레인(700)의 원하는 시간 프로파일과 실질적으로 유사한 시간 프로파일을 갖기 위해 RF 트리거(614)를 생성하는데 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어, RF 생성기는 직사각형 펄스로부터 삼각형 펄스로 전환하거나, 직사각형 펄스와 삼각형 펄스를 결합하도록 구성될 수 있어서, 도 7a 및 도 7b에 도시된 성형된 펄스들(714)을 생성한다.
예시적인 실시예에서, 제 1 펄스들의 열(710)은 제 1 목표 장소(예를 들어 제 1 비아 장소)에서 물질에 가해질 수 있고, 제 2 펄스들의 열(712)은 제 2 목표 장소(예를 들어, 제 2 비아 장소)에서 물질에 가해질 수 있다. 물론, 레이저 펄스 트레인(700)이 제 1 펄스들의 열(710) 및 제 2 펄스들의 열(712)에 한정되지 않는다는 것을 당업자는 본 개시로부터 인식할 것이다. 더욱이, 제 1 펄스들의 열(710)이 제 2 펄스들의 열(712)과 동일한 수의 펄스들을 포함할 필요가 없고, 어느 하나의 열(710, 712)이 임의의 수의 펄스들을 포함할 수 있다는 것을 당업자는 본 개시로부터 인식할 것이다.
적어도 하나의 레이저 펄스(714)를 성형하는 것 외에도, 또는 다른 실시예에서, 펄스 트레인(700)의 CW 구성요소는 선택적으로 변경될 수 있다. 예를 들어, 도 8은 일실시예에 따라 펄스 높이에서의 변동을 포함하는, 도 7a에 도시된 레이저 펄스 트레인(700)의 시간 프로파일을 개략적으로 도시한다. 레이저 펄스 트레인(700)이 오프셋 값{점선(810)으로 도시됨}보다 높게 있는 시간 기간(808) 동안, 목표 물질은 목표 물질의 전체적인 열적 상태에 추가되는 오프셋 레이저 에너지로 일정하게 조명된다(예를 들어, 레이저 에너지는 펄스들 사이에 최소값으로 복귀되지 않는다). 따라서, 도 8에 도시된 레이저 펄스 트레인(700)은 도 7a에 도시된 레이저 펄스 트레인(700)에 의해 전달된 열 에너지 선량보다 더 높은 열 에너지 선량을 목표 물질에 전달한다. 전술한 바와 같이, RF 생성기는 원하는 오프셋을 선택적으로 제공하기 위해 AOM에 제공된 RF 트리거(614)를 성형하도록 구성될 수 있다.
더욱이, 또는 다른 실시예에서, 펄스 트레인(700)에서 펄스들의 듀티 사이클 값은 선택적으로 조정될 수 있다. 예를 들어, 도 9는 일실시예에 따라 시간 펄스 폭 및 펄스 반복율에서의 변동을 포함하는, 도 7a에 도시된 레이저 펄스 트레인(700)의 시간 프로파일을 개략적으로 도시한다. 또한, 그러한 조정은 AOM에 제공 된 RF 트리거(614)를 성형함으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, RF 생성기는 레이저 펄스 트레인(610)에서의 대응하는 변화를 생성하기 위해 RF 트리거(610)의 RF 크기(magnitude) 및/또는 시간 펄스 폭을 선택적으로 제어할 수 있다.
레이저 펄스 트레인(700)이 도 7a, 도 7b, 도 8 및 도 9에 도시된 펄스 형태들 및 다른 펄스 트레인 변형에 한정되지 않는다는 것을 당업자는 본 개시로부터 이해할 것이다. 더욱이, AOM은 목표 물질에 제공된 레이저 에너지 선량을 제어하기 위해 다양한 상이한 형태 및 변형을 레이저 펄스 트레인(700)에 선택적으로 제공하는데 사용될 수 있다. 더욱이, 하나 이상의 변형(예를 들어, 펄스 형태, CW 오프셋, 시간 펄스 폭, 펄스 높이, 및 듀티 사이클)은 단일 펄스 트레인 및/또는 펄스들의 단일 열에 결합될 수 있다.
C. 높은 반복율에서 안정한 레이저 펄스 트레인들을 이용한 예
다음의 예는 예시 목적만을 위해 제공되고, 제한으로서 제공되지 않는다. 도 10a 및 도 10b는 AOM에 의해 제공된 종래의 CW CO2 레이저 및 안정한 펄스 트레인을 이용할 때 달성된 상이한 처리 품질을 그래픽적으로 도시한다. 도 10a는 종래의 CW CO2 레이저를 이용하여 플라스틱 물질로 절단된 그루브(1000)를 그래픽적으로 도시한다. 도 10b는 특정한 실시예에 따라 본 명세서에 개시된 바와 같이 RF 트리거로 구동된 AOM에 의해 제공된 높은 반복율에서 안정한 레이저 펄스 트레인을 이용하여 플라스틱 물질로 절단된 그루브(1001)를 그래픽적으로 도시한다.
도시된 바와 같이, 종래의 CW CO2 레이저에 의해 만들어진 그루브(1000)는 안정한 레이저 펄스 트레인에 의해 만들어진 그루브(1001)보다 더 넓은 절단 영역 및 더 현저한 열 효과를 갖는다. 예를 들어, 종래의 CW CO2 레이저를 이용하여 만들어진 그루브(1000)에 대해, 코너 폭(1004)은 대략 314.02㎛로 관찰되었고, 상부 폭(1002)은 대략 201.18㎛인 것으로 관찰되었고, 측면 폭(1006)은 대략 207.23㎛인 것으로 관찰되었다. CO2 레이저를 이용하여 만들어진 그루브(1001)에 대한 대응하는 측정치는 대략 245.61㎛의 코너 폭(1014), 대략 159.23㎛의 상부 폭(1012), 및 대략 172.48㎛의 측면 폭(1016)을 포함한다. 추가적으로, 도 10b에 도시된 용융 및 파편(1008)에 비해 도 10b에 도시된 더 적은 용융 및 파편(1018)에 의해 증명된 바와 같이, 열 효과는 AOM을 이용함으로써 감소된다.
다른 예에 의해, 도 11a 및 도 11b는 특정한 실시예에 따라 RF 트리거들로 구동된 AOM에 의해 제공된 높은 반복율로 안정된 레이저 펄스 트레인들을 이용하여 인쇄 회로 기판에 드릴링된 비아(1102, 1112)의 단면을 그래픽적으로 도시한다. 이 예에서, 도 11a에서 절단된 물질은 GX-3이고, 도 11b에서 절단된 물질은 GX-13인데, 이들은 Ajinomoto, Inc.에서 이용가능한 공통적으로 사용된 전자 패키징(pakaging) 물질들이다. 도시된 바와 같이, AOM을 이용하는 것이 종래의 RF 펄싱된 레이저들에 비해 피크 펄스 전력을 낮추더라도, 비교적 더 높은 반복율에서 안정한 레이저 펄스 트레인들을 생성하기 위한 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법은 미세한 품질 비아들을 생성한다.
D. 펄싱된 레이저들로부터의 다중 빔 생성
충분한 피크 전력을 갖지 않는 레이저에 대해, 레이저 빔을 분리하는 것은 그 빔을 다중 빔 경로들로 전달하는 바람직한 방법이 아니다. 따라서, 일실시예에서, 처리 처리량은 단일 펄싱된 또는 CW CO2 레이저로부터 레이저 빔들을 다중 처리 헤드들로 전달함으로써 개선된다. 전형적으로, 펄스 트레인에서 상이한 펄스들, 또는 상이한 펄스들의 단일 부분은 상이한 빔 경로들을 따라 상이한 처리 헤드들에 향하게 된다. 예를 들어, 도 12는 제 1 처리 헤드(헤드 1)에 향하게 된 제 1 펄스(1212), 제 2 처리 헤드(헤드 2)에 향하게 된 제 2 펄스(1214), 및 빔 덤프에 향하게 된 결과적인 레이저 빔(1216)에 대해 도시된 종래의 RF 펄스 펌핑된 레이저에 의해 생성된, 시간 레이저 빔(1210)의 타이밍도를 개략적으로 도시한다. 도시된 바와 같이, 제 1 처리 헤드에 향하게 된 제 1 펄스(1212)는 레이저 빔(1210)의 제 1 펄스(1218)로부터 시간 "슬라이싱"되고, 제 2 처리 헤드에 향하게 된 제 2 펄스(1214)는 레이저 빔(1210)의 제 2 펄스(1220)로부터 시간 슬라이싱된다.
일실시예에서, 펄스 반복율은 단일 레이저 펄스로부터 시간 슬라이싱되는 다중 펄스들을 각 처리 헤드들로 향하게 함으로써 증가된다. 예를 들어, 도 13은 일실시예에 따라 제 1 헤드(헤드 1), 제 2 헤드(헤드 2), 제 3 헤드(헤드 3), 및 빔 덤프에 향하게 된 파형에 대해 도시된 RF 펄스 펌핑된 레이저에 의해 생성된 시간 레이저 빔(1310)의 타이밍도를 개략적으로 도시한다. 레이저 빔(1310)은 제 1 펄스(1312) 및 제 2 펄스(1314)를 포함한다.
이 예에서의 AOM은 레이저 빔의 제 1 펄스(1312)로부터 제 1 복수의 펄스 들(1316, 1318, 1320)을 시간 슬라이싱하고, 제 1 복수의 펄스들(1316, 1318, 1320) 각각을 각 처리 헤드들로 향하게 하도록 구성된다. AOM은 또한 레이저 빔의 제 2 펄스(1314)로부터 제 2 복수의 펄스들(1322, 1324, 1326)을 시간 슬라이싱하고, 제 2 복수의 펄스들(1322, 1324, 1326) 각각을 각 처리 헤드들로 향하게 하도록 구성된다. 따라서, 제 1 펄스(1312) 및 제 2 펄스(1314) 각각으로부터 더 큰 시간 폭이 사용된다. 그러나, 각 처리 헤드에 제공된 펄스 반복율은 레이저 빔(1310)의 펄스 반복율에 의해 한정된다. 전술한 바와 같이, 펄싱된 레이저 빔들은, 일반적으로 펄스 반복율이 증가함에 따라(예를 들어 5kHz를 초과) 불안정하게 되고 CW 구성요소들을 포함하기 시작한다. 따라서, 도 13에 도시된 바와 같이, 펄싱된 레이저로부터 레이저 빔을 시간 슬라이싱하는 것은 필름 처리와 같은 특정 응용에 적합하지 않을 수 있다.
도 14는 일실시예에 따라 단일 RF 펄싱된 레이저(1410)로부터 다중 빔 생성을 위해 예시적인 시스템(1400)의 블록도이다. 도 14에 도시된 시스템은 예를 들어 도 13에 도시된 파형을 생성하는데 사용될 수 있다. RF 펄싱된 레이저(1410)는 일렬로 배열된 AOM(1412, 1414, 1416)을 통해 통과되는 레이저 빔을 생성한다. 시스템(1400)은 도 13에 도시된 다중 빔들을 전달하기 위해 시간적으로 펄스내 슬라이스들을 생성하기 위해 AOM(1412, 1414, 1416)을 이용한다. 즉, 각 AOM(1412, 1414, 1416)은 제 1 펄스(1312) 및 제 2 펄스(1314)의 각 부분을 처리 헤드들을 향해 각 경로 아래로 편향시킨다. 각각의 AOM(1412, 1414, 1416)에 의해 제공된 편향각은 AOM(1412, 1414, 1416)을 구동하는데 사용된 RF 신호{예를 들어, 도 6에 도시된 RF 트리거(614)}의 주파수에 의해 결정된다. 특정한 실시예에서, EOM 또는 AOM과 EOM의 결합도 또한 사용될 수 있다.
E. CW 또는 의사-CW 레이저들로부터의 다중 빔 생성
다른 실시예에서, CW 또는 의사-CW 레이저는 복수의 처리 헤드들 중에 펄스들을 분배하기 위해 빔 분배/시간-성형 디바이스들(예를 들어 AOM 및/또는 EOM)을 가지고 이용된다. 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법은 종래의 방법에 의해 다중 빔들의 전달보다 더 빠른 다중 빔들의 전달을 허용한다. 특정한 실시예에서, 다중 가공 시스템에서 빔 분배/시간-성형 디바이스의 개수는 또한 감소된다. 따라서, 처리 처리량은 증가한다.
도 15는 일실시예에 따라 제 1 헤드(헤드 1), 제 2 헤드(헤드 2), 제 3 헤드(헤드 3), 제 4 헤드(헤드 4), 및 빔 덤프에 향하게 된 파형에 대해 도시된, CW 레이저에 의해 생성된 시간 CW 레이저 빔(1510)의 타이밍도를 개략적으로 도시한다. CW 레이저 빔(1510)은 시간-공유되어 상이한 광학 경로들로 전달된다. 다른 실시예에서, 의사-CW 레이저는 또한 레이저 빔(1510)을 생성하는데 사용될 수 있다(예를 들어 도 5를 참조).
CW 또는 의사-CW 레이저 소스가 사용되기 때문에, 각 경로에 제공된 펄스 반복율은 각 파형들을 생성하는데 사용된 AOM 및/또는 EOM의 속도에 의해 결정된다. 전술한 바와 같이, 일실시예에서, AOM은 대략 1MHz까지의 속도로 스위칭될 수 있다. 레이저 빔(1510)이 도 15에서의 예에 의해 도시된 바와 같이, 4개의 처리 헤드들 중에 시간 데시메이팅(temporally decimated)되면, 각 처리 헤드에 제공된 파형 들의 펄스 반복율은 AOM의 스위칭율의 대략 1/4만큼 높아질 수 있다.
도 16은 일실시예에 따라 단일 CW 또는 의사-CW 레이저(1610)로부터 다중 빔 생성을 위한 예시적인 시스템(1600)의 블록도이다. 도 16에 도시된 시스템(1600)은 예를 들어 도 15에 도시된 파형들을 생성하는데 사용될 수 있다. CW 또는 의사-CW 레이저(1610)는 일렬로 배열된 AOM(1612, 1614, 1616, 1618)을 통해 통과되는 레이저 빔을 생성한다. 각 AOM(1612, 1614, 1616, 1618)은 레이저 빔(1510)의 각 시간적인 부분을 처리 헤드들을 향해 각 경로 아래로 편향시킨다. 전술한 바와 같이, AOM(1612, 1614, 1616, 1618)에 의해 제공된 편향각은 AOM(1612, 1614, 1616, 1618)을 구동하는데 사용된 RF 신호의 주파수에 의해 결정된다.
도 16에 도시된 예시적인 시스템(1600)은 각 빔 경로를 위해 하나의 AOM을 이용한다. 그러한 일실시예에서, 마지막 빔은 각 AOM의 회절 효율에 의해 영향을 받는다. 더욱이, 사용된 AOM의 개수는 시스템(1600)의 비용을 증가시킨다. 따라서, 일실시예에서, 단일 AOM은 레이저 빔의 각 부분을 다중 빔 경로들 아래로 편향시키도록 구성된다. 따라서, AOM의 개수는 감소될 수 있다.
예를 들어, 도 17은 일실시예에 따라 소수의 AOM(1710, 1712)을 이용하여 다중 빔 생성을 위한 예시적인 시스템(1700)의 블록도이다. 각 AOM(1710, 1712)은 2개의 RF 신호들에 의해 구동된다. 전술한 바와 같이, 각 AOM(1710, 1712)의 편향각은 RF 신호들의 주파수에 비례한다. 이 예에서, 각 AOM(1710, 1712)은 제 1 주파수(RF 주파수 1) 및 제 2 주파수(RF 주파수 2)에서 구동된다. AOM(1710, 1712)에 가해진 RF 주파수를 스위칭함으로써, 각 AOM(1710, 1712)은 빔을 상이한 광 경로 들로 편향시킬 수 있다. 총 각편차는 RF 주파수, 파장, 및 물질 특성에 의해 결정될 수 있다. 도 16에 도시된 시스템(1600)에 비해, 도 17에 도시된 시스템(1700)은 레이저 빔들을 동일한 개수의 헤드들에 제공하기 위해 AOM의 절반의 개수를 이용한다. 더욱이, 또는 다른 실시예에서, 각 AOM(1710, 1712)은 전술한 바와 같이 레이저 빔들 각각에 대해 상이한 시간 펄스 폭, 펄스 반복율, 및/또는 펄스 성형을 제공하도록 구성될 수 있다.
도 18은 일실시예에 따라 2개의 RF 신호에 의해 구동된 예시적인 AOM(1810)의 블록도이다. 이 예에서, AOM(1810)은 버지니아, 스프링필드 소재의 Isomet Corp.로부터 이용가능한 높은 전력의 음향-광학 변조기/편향기를 포함한다. AOM(1810)은 RF 전원(1812)에 의해 구동된다. 이 예에서, RF 전원(1812)은 Isomet Corp.로부터 또한 이용가능한 RF 구동기/증폭기 RFA4060-2를 포함한다.
RF 전원(1812)은 주파수 선택 입력 및 변조 입력을 포함한다. 주파수 선택 입력은 RF 출력 주파수를 스위칭하기 위한 것이다. 일실시예에서, 주파수 선택 입력은 RF 전원(1812)에 의해 내부적으로 낮게 풀링(pulled low)된다. 예에 의해, 주파수 선택 입력에서 나타난 낮은 레벨은 대략 60MHz를 선택할 수 있고, 높은 레벨은 대략 40MHz를 선택할 수 있다. 변조 입력은 디지털 또는 아날로그 변조를 동시에 제공하기 위해 RF 출력들(RF1 및 RF2) 모두를 제어한다. 이 예시적인 실시예에서, RF 전원(1812)에서의 증폭기에 대한 RF 스위칭 상승 및 하강 시간은 대략 200ns이다. 각 주파수에서의 최대 RF 출력은 RF 전원(1812)에서 전력 조정 전위차계에 의해 설정된다.
도 19는 일실시예에 따라 도 18에 도시된 AOM(1810) 및 RF 전원(1812)과 함께 도시된 CW 레이저(1910)의 블록도이다. 도 19에 도시된 바와 같이, 입력을 RF 제어기로 토글(toggling)함으로써, 레이저 빔은 선택된 주파수들(RF1, RF2)에 따라 상이한 각도로 향하게 된다.
0차와 1차 사이의 분리각은 다음과 같다:
Figure 112009044450415-PCT00001
가우스 입력 빔에 대한 광학 상승 시간은 대략 다음과 같다:
Figure 112009044450415-PCT00002
여기서 λ=파장이고; fc= 중심 주파수(예를 들어, 40MHz/60MHz)이고; v= 상호작용 물질의 음속(예를 들어, 5.5mm/㎲(Ge))이고; d=1/e2 빔 직경이다.
본 발명의 기본 원리에서 벗어나지 않고도 전술한 실시예의 세부사항에 대한 많은 변화가 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범주는 다음 청구항에 의해서만 결정되어야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은, 높은 펄스 반복 주파수에서 성형된 펄스들의 안정한 트레인을 생성하고, 단일 레이저 소스로부터 레이저 빔들을 다중 처리 헤드들에 전달하는 시스템 및 방법 등에 이용된다.

Claims (38)

  1. 높은 반복율에서 안정한 레이저 펄스 트레인들을 생성하기 위한 레이저 처리 시스템으로서,
    제 1 레이저 펄스 트레인으로 물질의 제 1 목표 장소를 조명하도록 구성된 제 1 처리 헤드와;
    연속파(CW: Continuous Wave) 또는 의사-CW 레이저 빔을 생성하도록 구성된 레이저 소스와;
    제 1 광학 셔터로서,
    상기 레이저 소스로부터 CW 또는 의사-CW 레이저 빔을 수신하고;
    제어 신호를 수신하고;
    제어 신호에 기초하여 CW 또는 의사-CW 레이저 빔으로부터 제 1 레이저 펄스 트레인을 생성하고;
    제 1 레이저 펄스 트레인을 제 1 처리 헤드로 향하게 하도록
    구성된, 제 1 광학 셔터를
    포함하는, 레이저 처리 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 레이저 소스는 무선 주파수(RF) 펄싱된(pulsed) 레이저를 포함하고, 상기 시스템은 CW 또는 의사-CW 레이저 빔을 생성하도록 RF 펄싱된 레이저의 여기된 상태의 완화 시간(relaxation time)보다 실질적으로 더 빠르게 RF 펄싱된 레이저를 구동하도록 구성된 RF 소스를 더 포함하는, 레이저 처리 시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 RF 소스는 대략 80%와 대략 100% 사이의 듀티 사이클을 갖는 RF 신호로 RF 펄싱된 레이저를 구동하도록 추가로 구성되는, 레이저 처리 시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 광학 셔터는 음향-광학 변조기(AOM)를 포함하고, 상기 제어 신호는 제 1 RF 트리거를 포함하고, 상기 AOM은 제 1 RF 트리거의 시간 펄스 폭 및 펄스 반복율에 기초하여 제 1 처리 헤드로 향하도록 하기 위한 CW 또는 의사-CW 레이저 빔의 제 1 복수의 시간 부분들을 선택함으로써 제 1 레이저 펄스 트레인을 생성하도록 구성되는, 레이저 처리 시스템.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 펄스 반복율은 대략 1MHz까지의 범위에 있는, 레이저 처리 시스템.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 AOM은 제 1 RF 트리거의 펄스 형태에 기초하여 제 1 레이저 펄스 트레인의 하나 이상의 펄스들을 성형하도록 추가로 구성되는, 레이저 처리 시스템.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 성형은 제 1 레이저 펄스 트레인의 특정 펄스의 시간 펄스 폭을 변경시키는 것을 포함하는, 레이저 처리 시스템.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 성형은 미리 결정된 시간 기간 동안 제 1 레이저 펄스 트레인의 CW 구성요소를 임계값보다 높게 변경하는 것을 포함하는, 레이저 처리 시스템.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 성형은 제 1 레이저 펄스 트레인의 듀티 사이클을 선택적으로 조정하는 것을 포함하는, 레이저 처리 시스템.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 광학 셔터는 전기-광학 변조기를 포함하는, 레이저 처리 시스템.
  11. 레이저 처리 방법으로서,
    연속파(CW) 또는 의사-CW 레이저 빔을 생성하는 단계와;
    제 1 레이저 펄스 트레인을 생성하기 위해 CW 또는 의사-CW 레이저 빔의 제 1 부분들을 시간 슬라이싱(temporally slicing)하는 단계와;
    제 1 레이저 펄스 트레인을 물질의 제 1 목표 장소로 향하도록 하는 단계를
    포함하는, 레이저 처리 방법.
  12. 제 11항에 있어서, CW 또는 의사-CW 레이저 빔을 생성하는 단계는 펄싱된 레 이저를 레이저의 여기된 상태의 완화 시간보다 실질적으로 더 빠르게 구동시키는 단계를 포함하는, 레이저 처리 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 펄싱된 레이저의 구동 단계는 대략 80%와 대략 100% 사이의 듀티 사이클을 갖는 무선 주파수 신호로 펄싱된 레이저를 구동하는 단계를 포함하는, 레이저 처리 방법.
  14. 제 11항에 있어서, CW 또는 의사-CW 레이저 빔의 부분들을 시간 슬라이싱하는 단계는,
    CW 또는 의사-CW 레이저 빔을 음향-광학 변조기(AOM)로 향하게 하는 단계와;
    제 1 레이저 펄스 트레인에 대응하는 펄스 반복율 및 시간 폭을 갖는 펄스들을 포함하는 제 1 무선 주파수(RF) 트리거로 AOM을 구동시키는 단계를
    포함하는, 레이저 처리 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 펄스 반복율은 대략 1MHz까지의 범위에 있는, 레이저 처리 방법.
  16. 제 14항에 있어서, 제 1 RF 트리거에서 하나 이상의 펄스들을 성형함으로써 제 1 레이저 펄스 트레인에서 하나 이상의 펄스들을 성형하는 단계를 더 포함하는, 레이저 처리 방법.
  17. 제 16항에 있어서, 성형하는 단계는 제 1 레이저 펄스 트레인의 특정 펄스의 시간 펄스 폭을 변경시키는 단계를 포함하는, 레이저 처리 방법.
  18. 제 16항에 있어서, 성형하는 단계는 미리 결정된 시간 기간 동안 제 1 레이저 펄스 트레인의 CW 구성요소를 임계치보다 높게 변경시키는 단계를 포함하는, 레이저 처리 방법.
  19. 제 16항에 있어서, 성형하는 단계는 제 1 레이저 펄스 트레인의 듀티 사이클을 선택적으로 조정하는 단계를 포함하는, 레이저 처리 방법.
  20. 시스템으로서,
    CW 또는 의사-CW 레이저 빔을 생성하는 수단과;
    CW 또는 의사-CW 레이저 빔으로부터 제 1 레이저 펄스 트레인을 생성하는 수단과;
    제 1 레이저 펄스 트레인을 물질의 제 1 목표 장소로 향하게 하는 수단을
    포함하는, 시스템.
  21. 제 20항에 있어서, 제 1 레이저 펄스 트레인에서 하나 이상의 펄스들을 선택적으로 성형하는 수단을 더 포함하는, 시스템.
  22. 다중 레이저 빔들을 이용하여 물질을 처리하기 위한 레이저 처리 시스템으로서,
    제 1 레이저 펄스 트레인으로 목표 물질의 제 1 장소를 조명하도록 구성된 제 1 처리 헤드와;
    제 2 레이저 펄스 트레인으로 목표 물질의 제 2 장소를 조명하도록 구성된 제 2 처리 헤드와;
    레이저 빔을 생성하도록 구성된 레이저 소스와;
    광학 셔터로서,
    레이저 소스로부터 레이저 빔을 수신하고;
    제 1 레이저 펄스 트레인을 제 1 처리 헤드로 향하게 하고;
    제 2 레이저 펄스 트레인을 제 2 처리 헤드로 향하게 하도록
    구성된 광학 셔터를
    포함하는, 레이저 처리 시스템.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 레이저 소스는 연속파(CW) 또는 의사-CW 레이저 소스를 포함하는, 레이저 처리 시스템.
  24. 제 22항에 있어서, 상기 광학 셔터는 제 1 무선 주파수(RF) 신호 및 제 2 RF 신호에 의해 제어된 제 1 음향-광학 변조기(AOM)를 포함하고, 상기 제 1 AOM은, 제 1 RF 신호의 주파수에 기초하여 제 1 각도로 제 1 레이저 펄스 트레인을 편향시키고, 제 2 RF 신호의 주파수에 기초하여 제 2 각도로 제 2 레이저 펄스 트레인을 편향시키도록 구성된, 레이저 처리 시스템.
  25. 제 24항에 있어서,
    제 3 레이저 펄스 트레인으로 목표 물질의 제 3 장소를 조명하도록 구성된 제 3 처리 헤드와;
    제 4 레이저 펄스 트레인으로 목표 물질의 제 4 장소를 조명하도록 구성된 제 4 처리 헤드와;
    제 2 AOM으로서,
    제 1 레이저 펄스 트레인 및 제 2 레이저 펄스 트레인을 생성하기 위해 레이저 빔으로부터 제거된 시간 부분들을 갖는 제 1 AOM으로부터 레이저 빔을 수용하고;
    제 3 레이저 펄스 트레인을 제 3 처리 헤드로 향하게 하고;
    제 4 레이저 펄스 트레인을 제 4 처리 헤드로 향하게 하도록
    구성된, 제 2 AOM을
    더 포함하는, 레이저 처리 시스템.
  26. 레이저 처리 방법으로서,
    레이저 빔을 제 1 음향-광학 변조기(AOM)에 제공하는 단계로서, 상기 제 1 AOM은 레이저 빔으로부터 제 1 레이저 펄스 트레인 및 제 2 레이저 펄스 트레인을 생성하도록 구성되는, 레이저 빔을 제 1 음향-광학 변조기(AOM)에 제공하는 단계;
    목표 물질의 제 1 장소를 조명하도록 제 1 광학 경로를 따라 제 1 레이저 펄스 트레인을 편향시키도록 구성된 제 1 주파수에서 제 1 AOM을 구동시키는 단계;
    목표 물질의 제 2 장소를 조명하도록 제 2 광학 경로를 따라 제 2 레이저 펄스 트레인을 편향시키도록 구성된 제 2 주파수에서 제 1 AOM을 구동시키는 단계를
    포함하는, 레이저 처리 방법.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 레이저 빔은 연속파(CW) 또는 의사-CW 레이저 빔을 포함하는, 레이저 처리 방법.
  28. 제 26항에 있어서, 제 1 AOM으로부터 레이저 빔을 제 2 AOM에 제공하는 단계를 더 포함하며, 상기 제 1 AOM은 제 1 레이저 펄스 트레인 및 제 2 레이저 펄스 트레인을 생성하기 위해 레이저 빔으로부터 제거된 시간 부분들을 갖는, 레이저 처리 방법.
  29. 제 28항에 있어서, 상기 제 2 AOM은 제 1 AOM으로부터 수용된 레이저 빔으로부터 제 3 레이저 펄스 트레인 및 제 4 레이저 펄스 트레인을 생성하도록 구성된, 레이저 처리 방법.
  30. 제 29항에 있어서, 목표 물질의 제 3 장소를 조명하도록 제 3 광학 경로를 따라 제 3 레이저 펄스 트레인을 편향시키도록 구성된 제 3 주파수에서 제 2 AOM을 구동하는 단계를 더 포함하는, 레이저 처리 방법.
  31. 제 30항에 있어서, 목표 물질의 제 4 장소를 조명하도록 제 4 광학 경로를 따라 제 4 레이저 펄스 트레인을 편향시키도록 구성된 제 4 주파수에서 제 2 AOM을 구동하는 단계를 더 포함하는, 레이저 처리 방법.
  32. 제 26항에 있어서, 상기 레이저 빔은 복수의 레이저 펄스들을 포함하는, 레이저 처리 방법.
  33. 제 32항에 있어서, 레이저 빔의 펄스의 적어도 제 1 부분을 제 1 광학 경로로 향하게 하고, 펄스의 적어도 제 2 부분을 제 2 광학 경로로 향하게 하도록 제 1 AOM을 구동하는 단계를 더 포함하는, 레이저 처리 방법.
  34. 레이저 처리 시스템으로서,
    레이저 빔을 생성하는 수단과;
    레이저 빔으로부터 제 1 레이저 펄스 트레인 및 제 2 레이저 펄스 트레인을 생성하는 수단과;
    제 1 레이저 펄스 트레인으로 목표 물질 상의 제 1 장소를 조명하도록 제 1 편향각으로 제 1 레이저 펄스 트레인을 편향시키고, 제 2 레이저 펄스 트레인으로 목표 물질 상의 제 2 장소를 조명하도록 제 2 편향각으로 제 2 레이저 펄스 트레인을 편향시키는 수단을
    포함하는, 레이저 처리 시스템.
  35. 제 34항에 있어서, 상기 레이저 빔은 연속파(CW) 또는 의사-CW 레이저 빔을 포함하는, 레이저 처리 시스템.
  36. 제 34항에 있어서, 상기 레이저 빔은 복수의 레이저 펄스들을 포함하는, 레이저 처리 시스템.
  37. 제 36항에 있어서, 레이저 빔의 펄스의 적어도 제 1 부분을 제 1 광학 경로로 향하게 하고, 펄스의 제 2 부분을 제 2 광학 경로로 향하게 하는 수단을 더 포함하는, 레이저 처리 시스템.
  38. 제 34항에 있어서, 레이저 빔으로부터 제 3 레이저 펄스 트레인 및 제 4 레이저 펄스 트레인을 생성하는 수단을 더 포함하는, 레이저 처리 시스템.
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