KR20100014622A - 다수의 파장을 사용하는 레이저 절제 - Google Patents

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Abstract

제1 재료의 레이저 마이크로 가공 및 레이저 결함 수리에 있어서, 하나 또는 그 이상의 레이저 파장의 제1 세트가 상기 제1 재료의 흡수 특성에 따라 선택되고 하나 또는 그 이상의 레이저 파장의 제2 세트와 결합되어 동시에 가해진다. 상기 제2 세트의 하나 또는 그 이상의 레이저 파장은 상기 제1 세트의 레이저 파장에 의한 상기 제1 재료의 절제에 의하여 생성되고 잔존하는 제2 재료의 흡수 특성에 따라 선택된다. 상기 제2 세트의 하나 또는 그 이상의 레이저 파장이 동시에 존재함으로써 남아있는 상기 제2 재료가 제거된다.
레이저, 파장, 액정, 자외선, 가시광선, 흡수 특성.

Description

다수의 파장을 사용하는 레이저 절제{LASER ABLATION USING MULTIPLE WAVELENGTHS}
[관련 출원의 상호 참조]
본 출원은 "다수의 파장을 사용하는 레이저 절제"라는 명칭의 2007년 3월 21일자 미국 임시특허출원 제60/896228호를 우선권 주장의 기초로 하며, 상기 임시특허출원은 그 전체가 참조로서 본 명세서에 편입된다.
본 출원은 일반적으로 마이크로 회로의 비접촉식(non-contact) 수리와 관련되며, 보다 구체적으로는 능동 매트릭스 액정 디스플레이(active matrix LCD) 패널의 수리와 관련된다.
액정(liquid crystal; LC) 디스플레이 장치를 제조할 때, 얇은 유리로 된 깨끗한 대형 평판이 박막 트랜지스터(TFT) 어레이의 형성을 위한 기판으로서 사용된다. 일반적으로, 독립적인 몇 개의 TFT 어레이들이 하나의 유리 평면 기판에 포함되고 종종 TFT 패널이라고 불린다. 또는, 능동 매트릭스 LCD, 즉 AMLCD는 서브픽 셀마다 트랜지스터 또는 다이오드를 이용하는 부류의 디스플레이 장치를 포괄하고, 따라서 TFT 디바이스를 포함하며, 이러한 유리 평면 기판은 AMLCD 패널이라고 불리기도 한다. 또한 평면 패널 디스플레이는 OLED 기술들 중 어느 하나를 사용하여 제조될 수 있는데, 일반적으로는 유리 상에 제조되지만 플라스틱 평면 기판 상에 제조될 수도 있다.
TFT 패턴은 다수의 스테이지(stage)를 거쳐 형성되는데, 각각의 스테이지에서 특정 재료(예컨대, 금속, 인듐 주석 산화물(indium tin oxide; ITO), 결정질 실리콘, 비정질 실리콘 등)가 이전에 형성된 층(또는 유리)의 최상부에 미리 정해진 패턴에 따라 증착(deposition)된다. 각각의 스테이지는 일반적으로 증착, 마스킹, 에칭, 스트리핑(stripping) 등과 같은 다수의 단계들을 포함한다.
이들 스테이지들의 각각을 수행하는 동안 그리고 각 스테이지 내의 다양한 단계들에서, 다수의 제조 결함이 일어나고 이 결함들은 최종 LCD 제품의 전기적 성능과 광학적 성능 중 어느 하나 또는 모두에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 결함들은, 도 1에 도시된 바와 같이, ITO 112 내로 돌출된 금속 돌출부 110, 금속 116 내로 돌출된 ITO 돌출부 114, 소위 마우스 바이트(mouse bite) 118, 개회로(open circuit) 120, 트랜지스터 124의 단락(short) 122, 및 외부 입자 126을 포함하지만 이에 국한되지 않는다. 다른 결함들은 에칭 과정에서의 마스크 문제 등을 포함한다.
TFT 증착 프로세스는 엄격히 제어되지만, 결함의 발생은 피할 수 없다. 이는 제품의 수율을 제한하고 제품의 가격에 부정적인 영향을 미친다. 일반적으로, TFT 어레이들은 중요한 증착 스테이지 이후에 하나 또는 다수의 자동 광학 검사(Automated Optical Inspection; AOI) 시스템을 사용하여 검사되고 최종 TFT 어레이를 테스트하기 위해서 어레이 테스터 또는 어레이 체커(array checker; AC)라고도 불리는 전기-광학 검사 장비에 의해 검사된다. 일반적으로 AOI 및 AC 시스템들은 결함 좌표를 제공하는데, 결함들을 치명적 결함(killer), 수리가능한 결함 또는 TFT 어레이의 성능에 영향을 미치지 않는 단순한 결점(프로세스 결함이라고도 함)으로 분류하기 위해 요구되는 고해상도의 이미지를 제공하지는 않는다. 상기 결함 좌표 정보는, 어레이 세이버(array saver; AS)라고도 불리는 TFT 어레이 수리 기구로 넘겨지고, 이러한 분류는 일반적으로 TFT 어레이 수리 장치의 작동자에 의해 수동으로 이루어진다.
평판 당 결함의 평균 개수는 TFT 어레이 제조사들마다 그리고 제조 공장마다 다를 수 있다. 일반적으로, TFT 어레이 제조 라인의 결함 관찰 및 수리 능력은 7세대 평판에 대해서 300 내지 400개의 결함을 처리할 수 있다. 일반적으로 평판 하나당 5 내지 10%의 결함은 수리를 요한다.
TFT 어레이는 일반적으로 매우 작기 때문에(서브픽셀의 크기는 80㎛×240㎛일 수 있고, 7세대 평판으로 만들어진 40인치 대형 LCD 텔레비전에 대해서는 216㎛×648㎛까지도 될 수 있음), 어레이 수리 기구는 결함 관찰을 수행하고 결함이 수리가능한지를 판단하기 위한 현미경을 포함한다. 상기 현미경의 시야는 100㎛×100㎛ 내지 2㎜×2㎜의 범위로서, 일반적으로 2.1m×2.4m인 평판의 크기에 비해 작다. 상기 현미경은 정밀 XY 스테이지에 설치되어 하나의 결함으로부터 다른 결함 으로 빠르게 이동될 수 있다. 상기 결함 좌표는 앞서 AOI 및 AC 검사 시스템에 의해 실행된 검사로부터 알 수 있다. 상기 유리 기판은 결함의 관찰 및 수리 중에 진공 척에 의해 상기 XY 스테이지 아래에 고정된다. 관찰 후에, 수리가능한 결함들은 일반적으로 레이저 트리밍(trimming), 레이저 용접에 의해 또는 개방 라인을 연결함으로써 처리된다.
상기 일련의 일반적인 작업들은 모든 어레이 수리 기구에 대해 보편적이다. 그러나, 결함들의 수, 형태, 위치, 크기, 결함의 정도는 패널마다 다를 수 있기 때문에, 결함 이미지를 포착한 후에는 상기 기구의 거의 모든 동작에서 판단을 수행하는 수단이 요구된다. 상기 판단은, 예컨대, 이미지가 방해물이 아닌 실제 결함인지, 어떤 종류의 결함이 발견되었는지, 특정 결함이 수리가 필요한지 여부, 어떤 종류의 수리가 필요한지, 어떤 수리 파라미터가 요구되는지, 수리되어야 할 다음 결함은 어느 것인지 등에 관한 것이다. 많은 수리 기구들은 기구의 동작과 이러한 결함을 식별하고, 분류하고, 수리하기 위한 인간 작동자의 판단 및 개재를 결합시킨다.
도 2는 결함 수리의 예를 단면으로 도시한다. 몇 개의 일반적인 층들이 도시된다. 패시베이션 층 210은 금속 회로 212를 덮고 패시베이션 층 210과 금속 회로 212는 모두 기판 214의 최상부에 놓일 수 있다. 금속 돌출부 결함 110은 도 2A에 도시된다(평면도는 도 1을 참조). 이 예에서는, 결함 110을 식별하고 분류한 후에, 수리 처방(recipe)이 생성되고 도 2B에 도시된 바와 같이 레이저 220을 사용하여 상기 돌출부를 제거하도록 상기 수리 처방이 실행된다. 정밀 레이저 절제 또는 레이저 마이크로 가공은 레이저의 특성(파장, 펄스폭, 에너지 등)이 제거되어야 할 재료와 부합될 것을 요구한다. 재료의 제거는 상대적으로 수월한 방법일 수 있는데, 먼저 가장 적절한 파장을 선택하고 다음으로 레이저의 에너지와 공정을 세밀하게 최적화하는 일반적인 레이저 절삭 또는 절제 기술을 사용한다.
그러나, 어떤 경우에는 제거되어야 할 재료가 잘 절제되지 않고 공정 중에 과도한 잔해가 생성된다. 다른 경우에는, 얇은 재료층과 그 아래에 놓인 층이 서로 다른 광학적 특성을 가짐으로써 레이저 파장에 서로 다르게 응답할 때 상기 아래에 놓인 층을 손상시킴이 없이 상기 얇은 재료층을 깨끗하게 제거해야 할 필요가 있다. 이러한 얇은 층에 있어서, 레이저 조사량(면적당 에너지)은 빔 단면 내의 과열점(hot spot)때문에 의도치 않게 하층(下層)을 손상시키거나 너무 작은 에너지 밀도때문에 여분의 재료가 남지 않도록 빔 단면에 걸쳐서 균일해야 한다. 때로는 잔해를 제거하기 위해 다양한 경로가 사용되는데, 이는 기판 또는 아래에 놓인 다른 층을 손상시키거나 제작 시간을 연장시킨다.
도 3A는 손상되어서는 안되는 층 312의 상부에 놓인 제거되어야 할 층 310을 도시하고, 이 두 층은 기판 314 위에 놓인다. 도 3B는 파장 λ1을 갖는 레이저 빔 320을 층 310에 인가하는 동작을 도시한다. 도 3C는 하층 312를 손상시키지 않는 조사량으로 레이저 빔 320을 사용하여 층 310을 절제한 후의 결과를 도시한다. 도시된 바와 같이, 층 310을 구성하는 재료는 잔해 330을 생성할 수 있고, 이 잔해는 회로의 제조를 계속하기 전에 제거되어야 한다.
몇 가지 방법으로 잔해가 남지 않도록 할 수 있다. 종래의 방법 중 하나는, 도 3D에 도시된 것처럼 잔해가 생성되지 않도록 더 높은 조사량의 레이저 빔 320을 인가하는 것인데, 이 방법은 하층 312를 손상시킬 가능성을 증가시키고 이러한 더 높은 조사량으로 인해 도 3E에 도시된 바와 같이 하층 312가 부분적으로 절제될 수 있다. 또 다른 종래 기술은 도 3A, 3B, 및 3C에 도시된 단계에서처럼 잔해의 생성을 허용하되, 다른 파장 λ2의 레이저 322가 상기 잔해 330을 향하도록 하는 추가적인 단계를 도입한다(도 3F). 이 경우, 잔해 330과 하층 312는 유사한 광학적 특성을 가질 수 있고, 따라서 상기 하층 또한 λ2를 흡수할 수 있으므로 손상될 가능성이 여전히 존재한다(도 3E). 상기 잔해 및 하층이 서로 다른 광학적 특성을 갖는 경우, 파장 λ2의 조사량이 너무 많으면 역시 상기 하층을 손상시킬 것이고 조사량이 너무 작으면 상기 잔해를 제거하기에 불충분할 것이기 때문에 상기 파장 λ2를 사용하는 후속 단계에서는 잔해 제거를 위한 레이저 조사량이 주의깊게 제어되어야 한다. 잔해는 서로 다른 크기 및 체적을 가질 수 있기 때문에, 레이저의 조사량은 경우에 따라 조정될 필요가 있다. 즉, 잔해가 남지 않는 깨끗한 절삭을 성취하기 위한 프로세스 윈도우가 매우 작고 이 때문에 잔해 제거 프로세스를 자동화하기 어렵다.
제1 재료의 레이저 마이크로 가공 및 레이저 결함 수리에서, 하나 또는 그 이상의 레이저 파장의 제1 세트가 상기 제1 재료의 흡수 특성에 따라 선택되고 하나 또는 그 이상의 레이저 파장의 제2 세트와 결합되고 동시에 가해진다. 상기 제2 세트의 레이저 파장은, 상기 제1 세트의 레이저 파장에 의한 상기 제1 재료의 절제 동작에 의해 생성되고 잔존하는 제2 재료의 흡수 특성에 따라 선택된다. 상기 제2 세트의 하나 또는 그 이상의 레이저 파장이 동시에 존재함으로써 남아있는 상기 제2 재료가 제거된다.
일 실시예에서, 상기 제1 재료는 기판 위에 형성된 재료층이다. 다른 실시예에서, 상기 제1 재료는 상기 기판 위에 형성된 재료층에 존재하는 결함이다. 일 실시예에서, 레이저 빔의 상기 제1 및 제2 파장은 상기 제1 재료 아래에 놓인 층을 손상시키지 않도록 선택된다. 일 실시예에서는, 상기 레이저 빔에 존재하는 상기 제1 및 제2 파장의 각각의 에너지의 양이 변화한다. 일 실시예에서, 상기 기판은 유리 기판이다.
도 1은 트랜지스터 어레이를 포함하는 패턴이 형성된 대형 평면 중간물(medium)의 일부분을 나타내는 평면도에 있어서 본 발명이 속하는 기술분야에 잘 알려진 여러 가지 결함들을 도시한다.
도 2A 및 2B는 본 발명이 속하는 기술분야에 잘 알려진, 수리 전과 후의 돌출부 결함을 갖는 디바이스의 단면도를 도시한다.
도 3A, 3B, 3C는 본 발명이 속하는 기술분야에 잘 알려진, 적층물 내의 재료를 마이크로 가공 또는 절제하는 단계들을 도시하며 레이저 조사량은 하층을 손상시키지는 않지만 잔해를 생성한다.
도 3D 및 3E는 본 발명이 속하는 기술분야에 잘 알려진, 적층물 내의 재료를 마이크로 가공 또는 절제하는 단계를 도시하며 레이저 조사량은 잔해를 제거할 수 있을만큼 충분히 높지만 또한 아래에 놓인 재료를 적어도 부분적으로 절제할 수 있을 정도로 높다.
도 3F 및 3G는 본 발명이 속하는 기술분야에 잘 알려진, 단계 3C의 완료 후에 남겨진 잔해에 다른 파장을 갖는 제2 레이저를 인가하는 단계를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한, 레이저 절제 또는 마이크로 가공 시스템에 사용되는 레이저 광학 서브시스템의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한, 레이저 절제 및 마이크로 가공 시스템에 사용되는 레이저 광학 서브시스템의 개념도이다.
도 6A 내지 6C는 본 발명의 일 실시예에 의한, 표적 재료에 동시에 충돌하는 적어도 두 개의 파장을 포함하는 레이저 빔의 단면도를 도시한다.
제1 재료의 레이저 마이크로 가공 및 레이저 결함 수리에서, 하나 또는 그 이상의 레이저 파장의 제1 세트가 상기 제1 재료의 흡수 특성에 따라 선택되고 하나 또는 그 이상의 레이저 파장의 제2 세트와 결합되고 동시에 가해진다. 상기 제2 세트의 레이저 파장은, 상기 제1 세트의 레이저 파장에 의한 상기 제1 재료의 절제 동작에 의해 생성되고 잔존하는 제2 재료의 흡수 특성에 따라 선택된다. 상기 제2 세트의 하나 또는 그 이상의 레이저 파장이 동시에 존재함으로써 남아있는 상 기 제2 재료가 제거된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 장치는 제거되어야 할 재료(표적 재료)에 하나 이상의 레이저 파장을 동시에 가한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저 절제 또는 마이크로 가공 시스템에 배치된 레이저 광학 서브시스템 400의 개념도이다. 상기 레이저 광학 서브시스템 400은 부분적으로, 다수의 파장을 동시에 생성할 수 있는 레이저 410, 상기 레이저의 출력을 특정 파장의 빔 경로들(본 예에서는, 442A, 444A 및 446A로 도시된 각각 서로 다른 파장을 갖는 세 개의 레이저 빔)로 분리시키도록 조정된 제1 세트의 고조파 빔 분리기(harmonic beam splitter) 418, 빔 442A, 444A 및 446A와 각각 연관되고 각각의 레이저 빔의 출력을 제어하는 감쇠기 422, 424, 426, 및 레이저 빔 442B, 444B 및 446B를 빔 확대기(beam expander) 460을 통과하고 빔 결정 개구(beam defining aperture) 462에 초점이 맞춰진 하나의 빔 경로 440B로 향하게 하는 제2 세트의 고조파 빔 분리기 458을 포함하는 것으로 도시된다. 빔 결정 개구 462는 빔이 빔 결합기 466을 향하도록 하고, 빔 결합기 466은 상기 레이저 빔을 비디오 카메라 474 및 조명 장치 470을 위한 화상 경로와 결합시킨다. 다음으로 상기 빔은 대물렌즈 484를 통과하여 수리되어야 하는 기판 490 위의 표적 재료를 향한다. 하나 또는 그 이상의 대물렌즈, 예컨대, 482, 484 및 486은 터릿(turret) 480과 같은 기계적 탑재 수단을 사용함으로써 상기 빔 경로 내에 위치될 수 있다. 도 4는 또한 레이저를 위한 제어기 408 및 각각의 감쇠기를 위한 제어기(432, 434, 436)를 도시한다.
레이저 제어기 408은 둘 또는 그 이상의 레이저 파장을 제어한다. 각각의 감쇠기(422, 424, 426)는 제어기 432, 434, 436을 통해 펌웨어(firmware) 또는 소프트웨어의 방식으로 개별적으로 제어된다. 코팅, 기판 재료 등과 같은 레이저 빔 경로의 모든 광학 소자의 특성들은 상기 레이저가 제공할 수 있는 파장의 범위 전체에 적합하도록 최적화된다. 도 4는 세 개의 감쇠기를 도시하지만, 상기 레이저가 생성할 수 있는 파장의 수에 따라 어떠한 수의 감쇠기도 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 레이저 410은 1066㎚, 532㎚, 355㎚ 및 266㎚의 파장을 제공할 수 있는 Nd:YAG 레이저일 수 있다. 상기 레이저는 다이오드 펌핑 또는 플래시 램프 펌핑 레이저일 수 있다. 다수의 파장을 출력하는 다른 레이저가 사용될 수도 있다.
일부 실시예예서, 도 4에 도시된 것과 같이 다수의 파장을 생성할 수 있는 하나의 레이저 410 대신에, 각각이 서로 다른 파장을 제공하는 둘 이상의 레이저가 사용될 수 있다. 도 5에 도시된 예시적인 실시예 500에서, 서로 다른 세 개의 파장을 갖는 빔 442A, 444A, 446A를 제공하는 세 개의 레이저 512, 514, 516이 도시된다. 레이저 빔 442A, 444A, 및 446A는 감쇠기 422, 424, 426을 향하고, 상기 감쇠기 422, 424, 426은 빔 442B, 444B 및 446B를 공급하며, 상기 빔 442B, 444B 및 446B는 한 세트의 고조파 빔 분리기 458에 의해 하나의 빔 440B로 결합된다. 시스템 500의 나머지 빔 공급 시스템은 도 4에 도시된 시스템 400과 동일하다. 그러나, 도 4 및 도 5에 도시된 배열에 대하여 결과는 동일하다: 적어도 두 개의 파장을 포함하는 빔 440B는 동일 선상에서 동시에 상기 표적 재료에 가해진다. 도 4의 하나의 레이저를 포함하는 구성은 도 5의 다수의 레이저를 포함하는 구성에 비해 가격과 복잡도가 낮다.
상기 표적 재료에 인가된 적어도 하나의 파장을 갖는 레이저 빔은 상기 재료를 적어도 부분적으로 절제하거나 그 구성을 변화시킴으로써 상기 재료를 변화시킨다. 상기 변화된 재료는 원래의 표적 재료와는 다른 흡수 특성을 가질 수 있다. 본 발명에 의하면, 상기 레이저 빔은 또한 상기 변화된 재료의 흡수 특성에 최적화된 제2 파장을 적어도 포함한다. 상기 제2 파장은 상기 변화된 재료에 의해 흡수되어, 적어도 부분적으로 절제를 일으킨다. 그 최종 결과는 상기 표적 재료의 깨끗하고 완전한 제거이다. 상기 제1 파장 및 제2 파장은 상기 레이저 빔에 동시에 존재한다. 특히, 평판 디스플레이에서 발견되는 것과 같은 마이크로 회로에서 사용되는 일정한 재료들은 266나노미터 파장을 강하게 흡수할 수 있는 반면, 가시 파장, 예컨대, 532나노미터에 대해서는 투과성을 유지한다. 일반적으로 금속은 가시 파장을 잘 흡수하지만, 유기층은 극자외선(DUV) 파장을 잘 흡수한다.
도 6A, 6B, 6C는 본 발명에 따라 어떻게 재료가 제거되는지를 도시한다. 도 6A는 하층 312를 손상시키지 않고 층 310을 가공하도록 요구하는 적층 구조를 도시한다. 적어도 두 개의 파장 λ1과 λ2를 포함하는 레이저 빔 634는 도 6B에서 두 개의 다른 광선 630(실선)과 632(점선)로서 개념적으로 표현된다. 이 도면에서, λ1(630)은 층 310이 민감한 자외선 파장을 나타낼 수 있고, λ2(632)는 층 310을 투과하지만 예컨대 금속이 특히 민감한 가시광선을 나타낼 수 있다. 도 6B에 개념적으로 도시된 바와 같이, 레이저 파장 λ1(630)은 부분적으로 재료 310을 절제하고 변화된 물질 혹은 잔해 330이 형성되도록 한다. 이러한 잔해는 원소 금속으로 변형된 층 재료 310을 포함할 수 있다. 상기 레이저 빔의 파장 λ2(632)는 상기 잔해를 구성하는 원소 금속의 흡수 특성에 부합하도록 선택되고, 재료 330을 레이저 파장 λ1(630)에 노출시킴으로써 형성된 원소 금속 또는 다른 잔해를 절제하고 깨끗이 제거한다. 도 6B는 λ2(632) 광선이 재료 310은 투과하지만 잔해 330은 투과하지 않는 것을 개념적으로 도시한다. 레이저 파장 λ2(632)가 레이저 파장 λ1(630)과 동시에 존재하기 때문에, 파장 λ2는 레이저 파장 λ1(630)에 물질 330을 노출시킴으로써 변화시킨 결과 생성되는 잔해를 제거한다. 도 6C는 다수 파장의 빔 634를 인가한 후 잔해가 남지 않은 상태를 도시한다.
예시적으로, 평면 디스플레이(FPD) 어레이의 제조 및 수리에 본 발명을 적용할 수 있다. 구체적으로, FPD 공정에 있어서의 통상적인 수리는 액정 디스플레이(LCD) 패널 기판 상의 ITO(인듐 주석 산화물) 층의 일부를 제거하되 아래의 금속층을 손상시키지 않을 것을 요구한다. Nd:YAG 레이저를 소스로 사용할 때, ITO 제거에 가장 적합한 파장은 자외선 파장(266㎚)이다. 만약 상기 프로세스가 엄격히 제어되지 않으면(레이저 조사 시간, 정지 시간, 스폿 크기 등), 과도한 양의 잔해가 생성될 수 있다. 특히, 상기 잔해는 상기 레이저 빔에 의해 절제될 때 상기 ITO 복합 재료로부터 유도되는 물질들의 혼합물을 포함할 수 있다. 따라서 이러한 혼합 물질들의 잔해가 갖는 흡수 특성은 원래의 ITO와 현저히 다를 수 있다. 또한, 상기 물질들은 완전히 또는 부분적으로 원소 금속으로 변형될 수 있기 때문에, 당초 인가된 자외선(UV) 파장이 아닌 가시 파장을 더 강하게 흡수하는 경향이 있을 수 있다.
결과적으로, 본 발명에 의하여 이러한 잔해를 제거하기 위해, 가시(532㎚ 파장) 레이저 에너지가 UV(266㎚ 파장) 레이저 에너지와 결합된다. 이러한 두 개 파장의 레이저 에너지가 결합되어 동시에 가해짐으로써 ITO 물질을 완전히 제거할 수 있는 동시에 그 아래에 놓인 금속을 손상시키지 않을 수 있다. 특히, 상기 ITO 층은 UV 파장에 민감하고 적어도 부분적으로 절제되고 제거되는 반면, 그 아래에 놓인 금속층은 UV를 투과시키고 그에 의하여 손상되거나 실질적으로 가열되지 않는다. 가시 레이저 에너지가 UV 레이저 에너지와 동시에 존재함으로써, 완전히 또는 부분적으로 원소 금속 상태로 변형된 ITO를 포함하고 따라서 가시 파장에 민감한 이미 가열된 잔해의 절제를 충분히 완성할 수 있다. 상기 잔해의 온도가 상승하였기 때문에, UV 레이저 에너지와 혼합 또는 결합되어야 하는 가시 레이저 에너지의 양은 상대적으로 작다. 가시 레이저 에너지의 양은 상기 UV 레이저 에너지보다 작고 하층을 손상시키지 않도록 조정된다. 실험들은 UV와 가시 파장을 포함하되 가시 레이저 에너지가 총 에너지의 20 내지 45%인 레이저 빔을 사용함으로써 하층을 손상시킴이 없이 잔해를 성공적으로 제거할 수 있음을 보여주었다.
종래와 같이 이러한 두 개의 파장을 개별적으로 사용하면 덜 효율적인 것으로 나타났다. 구체적으로, 실험에 의하면, 266㎚ 레이저 파장이 먼저 인가되고 다음으로 상기 잔해 물질에 의해 즉시 흡수되어야 하는 532㎚ 파장이 인가된다면, 잔해를 제거하기 위한 두 번째 단계에서 인가되는 상기 532㎚의 에너지의 양이 금속층을 손상시킴을 보여준다. 종래의 기술과 달리 본 발명에 의하면, 상기 두 개의(또는 그 이상의) 파장이 동시에 인가되므로 잔해 물질의 온도가 여전히 상승되어 있는 동안 상기 잔해 물질의 흡수가 가능하고, 따라서 상기 제2 파장의 에너지의 작은 양만으로 제거가 가능하다.
상기 설명은 제1 재료의 층의 일부를 제거하거나 마이크로 가공하는 것과 관련하여 제공되었다. 그러나, 본 발명은 제1 재료와 다른 광학적 특성 때문에 레이저 에너지에 대해 다른 응답을 나타내는 재료의 층 위에 존재하거나 또는 그 내부에 삽입된 결함의 형태로 존재할 수 있는 상기 제1 재료의 제거에도 마찬가지로 적용가능하다는 점이 이해되어야 한다. 또한, 상기 결함은 기판 위에 형성된 다른 재료의 적층 구조에 삽입된 불순물일 수도 있다.
본 발명의 상기 실시예들은 예시적인 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 다양한 대안 및 등가물이 가능하다. 본 발명은 레이저의 형태 또는 레이저 빔에 존재하는 파장의 수에 의해 제한되지 않는다. 본 발명은 제거될 수 있는 결함의 형태 또는 수에 의해 제한되지 않는다. 본 발명은 결함이 존재하는 재료에 의해서도 제한되지 않는다. 본 발명의 개시에 비추어 다른 추가, 삭제 또는 변경이 자명하며 이들은 첨부된 청구범위의 영역 내에 속한다.

Claims (6)

  1. 기판 위에 존재하는 제1 재료를 마이크로 가공하거나 수리하는 방법에 있어서,
    적어도 제1 레이저 파장 및 제2 레이저 파장을 동시에 포함 - 상기 제1 레이저 파장은 상기 제2 레이저 파장과 상이함 - 하는 레이저 빔을 생성하는 단계; 및
    상기 레이저 빔을 상기 제1 재료에 인가하는 단계를 포함하되,
    상기 제1 레이저 파장에 의해 상기 제1 재료의 절제 동작이 일어나도록 상기 제1 레이저 파장은 상기 제1 재료의 흡수 특성에 따라 선택되고,
    상기 제2 레이저 파장은 상기 제1 레이저 파장에 의한 상기 제1 재료의 절제에 의하여 생성되고 잔존하는 제2 재료의 흡수 특성에 따라 선택되며,
    이에 따라 상기 제2 레이저 파장이 상기 제2 재료를 제거하는 마이크로 가공 또는 수리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 재료는 상기 기판 위에 형성된 재료층인 마이크로 가공 또는 수리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 재료는 상기 기판 위에 형성된 재료층에 존재하는 결함인 마이크로 가공 또는 수리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 빔의 상기 제1 및 상기 제2 파장은 상기 제1 재료의 아래에 위치하는 층을 손상시키지 않도록 선택되는 마이크로 가공 또는 수리 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 빔에 존재하는 상기 제1 및 상기 제2 파장의 각각의 에너지의 양을 변화시키는 단계를 더 포함하는 마이크로 가공 또는 수리 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 유리 기판인 마이크로 가공 또는 수리 방법.
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