KR20100105381A

KR20100105381A - 광학계 및 레이저 가공 장치

Info

Publication number: KR20100105381A
Application number: KR1020100019416A
Authority: KR
Inventors: 게이지 노마루
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2009-03-17
Filing date: 2010-03-04
Publication date: 2010-09-29
Also published as: JP2010214428A; KR101570249B1; JP5300543B2

Abstract

본 발명은 단위 면적당 가공에 기여할 수 있는 레이저 펄스의 에너지가 한정되어 있어도, 레이저 발진기의 효력을 충분히 활용할 수 있는 광학계 및 레이저 가공 장치를 제공할 수 있다.
펄스 레이저를 발진하는 발진기(11)와, 상기 펄스 레이저를 단면 형상이 타원 형상인 타원 펄스 레이저로 변환하는 제1 애너모픽 광학 소자(12)와, 상기 타원 펄스 레이저의 단면 내에서 상기 발진기(11)로부터 워크(W)까지의 광로 길이에 차를 생기게 하는 광로 길이차 생성부(16)와, 광로 길이차 생성부(16)의 회절 광학 소자에 입사되는 펄스 레이저와 상기 회절 광학 소자로부터 반사된 펄스 레이저의 광로를 변화시키는 옵티컬 아이솔레이터(13)와, 광로 길이차가 부여된 상기 타원 펄스 레이저를 상기 워크(W)에 대하여 집광시키는 집광 렌즈(18)를 구비한 광학계이다.

Description

광학계 및 레이저 가공 장치{OPTICAL SYSTEM AND LASER PROCESSING APPARATUS}

본 발명은, 레이저 미세 가공을 포함하는 각종 레이저 가공 프로세스에서 이용되는 레이저 가공 장치에서 펄스 레이저 빔을 생성하는 광학계 및 그것을 이용한 레이저 가공 장치에 관한 것이다.

반도체 디바이스 제조 공정에서는, 반도체 웨이퍼의 표면에 격자형으로 배열된 스트리트라고 불리는 분할 예정 라인에 의해 복수개 영역이 구획되고, 이 구획된 영역에 집적 회로 등의 디바이스가 형성된다. 이 반도체 웨이퍼를 스트리트를 따라 절단함으로써 디바이스가 형성된 영역을 분할하여, 각각의 반도체 칩을 제조하고 있다.

반도체 웨이퍼 등의 판형을 이루는 피가공물에 형성한 스트리트를 따른 분할은, 다이서(dicer)라고 불리는 절삭 장치에 의해 행해지고 있었지만, 최근은 피가공물에 형성된 스트리트를 따라 펄스 레이저 광선을 조사함으로써 레이저 가공 홈을 형성하고, 이 레이저 가공 홈을 따라 메커니컬 브레이킹(mechanical breaking) 장치에 의해 할단하는 방법이 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).

특허문헌1:일본특허공개평성제10-305420호공보 특허문헌2:일본특허공개제2004-268144호공보

그런데, 펄스 폭이 피코초 영역인 단펄스 레이저를 이용한 가공에서는, 나노초 영역의 단펄스 레이저를 이용한 경우에 비하여, 높은 굴절 강도나 가공면 품질을 실현할 수 있는 것을 알게 되었다. 또한, 피코초 영역의 단펄스 레이저의 평균 출력으로서, 나노초 영역의 단펄스 레이저 출력에 필적하는 출력(15 W 이상)을 실현할 수 있게 되었기 때문에, 높은 작업 처리량의 가공을 기대할 수 있다.

그러나, 가공 프로세스의 특성 상, 단위 면적당의 가공에 기여할 수 있는 레이저 펄스의 에너지는 한정되어 있어, 레이저 발진기의 출력이 충분히 다 활용되고 있지 않았다.

본 발명은 이러한 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 단위 면적당 가공에 기여할 수 있는 레이저 펄스의 에너지가 한정되어 있어도, 레이저 발진기의 효력을 충분히 활용할 수 있는 광학계 및 레이저 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 광학계는, 펄스 레이저를 발진하는 발진기와, 상기 펄스 레이저를 단면 형상이 타원 형상인 타원 펄스 레이저로 변환하는 애너모픽(anamorphic) 광학 수단과, 상기 타원 펄스 레이저의 단면 내에서 상기 발진기로부터 대상물까지의 광로 길이에 차를 생기게 하는 광로 길이차 생성부와, 광로 길이차가 부여된 상기 타원 펄스 레이저를 상기 대상물에 대하여 집광시키는 집광 렌즈를 구비한 것을 특징으로 한다.

이 구성에 따르면, 광로 길이차가 부여된 타원 펄스 레이저가, 광로 길이가 최단이 되는 장경(長徑) 방향의 일단부로부터 광로 길이가 최장이 되는 장경 방향의 타단부를 향하여 대상물에 순차 도달하는데 따라, 에너지 피크 위치가 시간 경과와 함께 타원 빔의 장경 방향으로 시프트된다. 따라서, 이 타원 펄스 레이저를 피가공물에 조사한 경우, 먼저 피가공물에 조사된 레이저에 의한 여기가 예비 여기가 되고, 이후에 조사되는 레이저는 예비 여기에 의해 에너지 흡수 효율을 높일 수 있다.

상기 광학계에서, 상기 애너모픽 광학 수단은, 상기 발진기와 상기 광로 길이차 생성부 사이에 광로 상에 배치하는 것이 바람직하다. 긴 타원 형상의 펄스 레이저를 광로 길이차 생성부에 입사할 수 있기 때문에, 펄스 레이저의 단면에서, 큰 광로 길이차를 부여할 수 있다.

상기 광학계에서, 상기 광로 길이차 생성부는 광축에 대하여 경사하여 배치된 회절 광학 소자를 갖는 것으로 하여도 좋다. 이 구성에 따르면, 회절 광학 소자의 경사 각도로 광로 길이차를 조정할 수 있다.

상기 광학계에서, 상기 광로 길이차 생성부는, 상기 회절 광학 소자에 입사되는 펄스 레이저와 상기 회절 광학 소자로부터 반사된 펄스 레이저의 광로를 변화시키는 옵티컬 아이솔레이터를 포함하고, 상기 옵티컬 아이솔레이터는 패러데이(faraday) 회전자를 포함하는 구성으로 할 수 있다.

이 구성에 따르면, 패러데이 회전자를 포함하는 옵티컬 아이솔레이터를 이용함으로써 에너지 손실을 없앨 수 있으며, 반사형의 회절 광학 소자와 옵티컬 아이솔레이터를 조합시킴으로써 소형화를 도모할 수 있다.

상기 광학계에서, 상기 애너모픽 광학 수단은 프리즘체로 구성되어도 좋다. 이것에 의해, 비곡면 광학 소자를 이용함으로써 광축 맞춤을 용이하게 할 수 있다.

상기 광학계를 구비한 레이저 가공 장치를 구성하고, 상기 광학계에서 생성된 타원 펄스 레이저를 피가공물에 조사하여 어블레이션(ablation) 가공하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 단위 면적당 가공에 기여할 수 있는 레이저 펄스의 에너지가 한정되어 있어도, 레이저 발진기의 효력을 충분히 활용할 수 있다.

도 1은 일 실시형태에 따른 광학계의 전체 구성도이다.
도 2는 도 1의 광학계에서 가공점 부근에서의 레이저 단면을 도시하는 도면이다.
도 3은 빔 프로파일에 대응하여 집광점에서의 에너지 피크 위치와 시간의 관계를 도시하는 도면이다.
도 4는 도 1에서 광원측의 애너모픽 광학 소자에 프리즘체를 이용한 광학계를 도시하는 도면이다.
도 5는 도 1에서 워크측의 애너모픽 광학 소자를 제외한 광학계를 도시하는 도면이다.
도 6은 레이저 가공 장치의 외관도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 광학계의 구성도이다. 발진부(11)는 레이저 광원이며, 레이저 파장이 100 ㎚∼1500 ㎚인 단펄스 레이저를 발진할 수 있다. 발진부(11)가 발진하는 단펄스 레이저는 단면 원형을 이루는 단펄스 레이저광으로서 출사된다. 발진부(11)로부터 출사되는 단펄스 레이저의 전파로 상에 제1 애너모픽 광학 소자(12)가 배치되어 있다.

제1 애너모픽 광학 소자(12)는 단면 원형의 단펄스 레이저를 광축과 직교하는 1축 방향(Z방향)으로 확장한 타원 형상의 빔 형상으로 변환한다. 제1 애너모픽 광학 소자(12)로부터 출사되는 레이저 빔은 단면 타원 형상이 된다. 제1 애너모픽 광학 소자(12)를 투과한 레이저 빔은 옵티컬 아이솔레이터(13)에 입사된다.

옵티컬 아이솔레이터(13)는, 광원측의 광로 상에 배치된 편광 빔 스플리터(14)와, 편광 빔 스플리터(14)의 투과측의 광로 상에 배치된 패러데이 회전자(15)로 구성된다. 편광 빔 스플리터(14)는 광원측으로부터 입사되는 단면 타원 형상의 펄스 레이저 중 P편광 성분을 투과시킨다. 패러데이 회전자(15)는 편광 빔 스플리터(14)를 투과한 레이저 빔(P편광 성분)의 편광면을 45°회전시켜 출사한다.

옵티컬 아이솔레이터(13)에 광원측으로부터 입사되어 투과된 타원 형상을 이루는 펄스 레이저가 진행하는 광로 상에, 광로 길이차 생성부(16)가 배치되어 있다. 본 예에서는 광로 길이차 생성부(16)를 반사형 회절 격자로 구성하고 있다. 반사형 회절 격자를 광축과 직교하는 면에 대하여 소정 각도(θ)만큼 기울여 배치하고 있다. 이러한 반사형 회절 격자의 최하점∼중간점∼최상점에 입사되어 각각 반사하는 광은 광로 길이가 최하점측으로부터 최상점에 걸쳐 서서히 길어진다. 이와 같이, 광로 길이차 생성부(16)는, Z방향으로 신장된 타원 형상의 레이저 빔의 광로 길이를, 해당 펄스 레이저의 장경 방향(Z방향)의 일단측의 최외측광으로부터 타단측의 최외측광에 걸쳐 광로 길이를 연속적으로 변화시키는 작용을 부여한다.

여기서, 반사형 회절 격자의 경사 각도(θ)가 클수록, 타원 빔의 광로 길이차를 보다 크게 할 수 있지만, 경사 각도(θ)에는 한계가 있다. 본 실시형태에서는, 사전에 레이저 빔을 타원 형상으로 변형함으로써, 레이저 빔에 의해 큰 광로 길이차를 갖게 하도록 하고 있다.

또한, 광로 길이차 생성부(16)로서 투과형의 회절 격자를 이용하는 것도 가능하다. 투과형의 회절 격자를 이용한 경우는, 투과형의 회절 격자를 투과한 레이저 빔을 옵티컬 아이솔레이터(13) 또는 집광 렌즈에 유도하는 도광 광학계를 구비할 필요가 있다.

도 1에 도시하는 광학계에서는, 경사 각도(θ)의 반사형 회절 격자에서 반사된 레이저 빔이, 재차 옵티컬 아이솔레이터(13)에 입사된다. 옵티컬 아이솔레이터(13)에 입사된 레이저 빔은 재차 패러데이 회전자(15)에 입사된다. 패러데이 회전자(15)는 광로 길이차 생성부(16)로부터 입사된 레이저 빔의 편광면을 45°더 회전시켜 출사한다. 이에 따라, 패러데이 회전자(15)를 투과한 레이저 빔은 편광 빔 스플리터(14)의 편광면에 대하여 S편광 성분으로 되기 때문에, 집광 렌즈측에 반사된다.

편광 빔 스플리터(14)에서 반사된 레이저 빔의 진행로 상에는, 제2 애너모픽 광학 소자(17), 집광 렌즈(18)가 배치되어 있다. 제2 애너모픽 광학 소자(17)는 타원 빔의 빔 직경을 장경 방향으로 더욱 확장한다. 예컨대, 타원 빔은 장경 방향을 10 μ∼수백 ㎛, 단직경 방향을 4 μ∼수십 μ로 조정된다. 이와 같이 하여, 장경 방향의 일단으로부터 타단에 걸쳐 소정의 광로 길이차를 갖는 타원 빔의 길이 직경을 소요의 길이로 조정한 후, 집광 렌즈(18)에 입사하여 피가공물이 되는 워크(W) 상에 집광시킨다.

다음에, 이상과 같이 구성된 광학계를 이용하여 펄스 레이저를 워크(W) 상에 집광시킨 경우의 작용에 대해서 설명한다.

발진부(11)에서 발생한 펄스 레이저는 제1 애너모픽 광학 소자(12)에 의해 Z방향으로 확장된 타원 빔으로 변환된다. 이 타원 빔은 옵티컬 아이솔레이터(13)에 입사되어, 편광 빔 스플리터(14)를 투과한 레이저 빔(P편광 성분)이 패러데이 회전자(15)에서 편광면이 45° 회전되어 출사된다. 옵티컬 아이솔레이터(13)를 나간 타원 빔은 광로 길이차 생성부(16)를 구성하는 반사형 회절 격자에서 반사된다. 이 때에, 타원 빔은 반사형 회절 격자의 경사 각도(θ)에 따라 타원 빔의 장경 방향을 따라 광로 길이차가 부여된다.

광로 길이차가 부여된 타원 빔은 재차 옵티컬 아이솔레이터(13)에 입사되어, 패러데이 회전자(15)로 45° 회전시켜지며, 왕복으로 90° 회전하여 P편광 성분으로부터 S편광 성분으로 변환되고, 편광 빔 스플리터(14)로 집광 렌즈(18)측에 반사된다. 이와 같이, 옵티컬 아이솔레이터(13)에 패러데이 회전자(15)를 이용함으로써, 에너지 손실을 억제할 수 있다.

그리고, 집광 렌즈(18)의 앞에 배치된 제2 애너모픽 광학 소자(17)로 타원 빔의 장경 방향의 길이를 조정한 후, 집광 렌즈(18)로써 광로 길이차가 부여된 타원 빔을 워크(W) 상에 집광시킨다.

도 2는 도 1에서 점선(C)으로 둘러싸인 워크(W)의 가공점 부근의 확대도이다. 타원 형상의 레이저 빔은 광로 길이차 생성부(16)에 의해 타원 빔의 장경 방향을 따라 광로 길이차가 부여되어 있다. 따라서, 도 2에 도시하는 바와 같이, 광로 길이가 최단이 되는 장경 방향의 일단(도 2에서는 우단)이 최초로 워크(W)에 도달하고, 광로 길이가 길어지는 장경 방향 타단(도 2에서는 좌단)측을 향하여 시간적으로 지연되어 워크(W)에 순차 도달한다.

도 3은 도 2에 도시하는 바와 같이 광로 길이차가 부여된 타원 빔을 워크(W)에 집광시켰을 때의, 집광점에서의 에너지 피크 위치의 시간 변화를 도시하는 도면이다. 경사진 타원 빔이, 광로 길이가 최단이 되는 장경 방향의 일단부로부터 광로 길이가 최장이 되는 장경 방향의 타단부를 향하여 워크(W)에 순차 도달하는 것에 따라, 에너지 피크 위치가 시간 경과와 함께 타원 빔의 장경 방향으로 시프트하고 있다.

이상과 같은 장경 방향을 따라 광로 길이차가 부여되어 있는 타원 빔을 이용하여 어블레이션 가공을 행하는 경우, 1개의 펄스 레이저에 대해서 착안하면, 먼저 워크(W)에 조사된 레이저에 의한 여기가 예비 여기가 되고, 이후에 조사되는 레이저는 예비 여기에 의해 흡수 효율이 높아진다. 따라서, 먼저 워크(W)에 조사된 레이저에 의해 예비 여기되는 분만큼, 에너지 흡수 효율이 향상된다.

이와 같이 본 실시형태에 따르면, 하나의 레이저 펄스에 대해서 타원 빔을 생성하여 워크(W)에서의 에너지 피크 위치가 시간 경과와 함께 타원 빔의 장경 방향으로 시프트하도록 하였기 때문에, 타원 빔의 길이를 조정함으로써, 단위 면적당의 에너지를 가공에 기여할 수 있는 필요 최소한의 에너지로 제어할 수 있으며, 타원 빔의 빔 프로파일을 따른 범위까지 가공 범위를 확장할 수 있어, 발진기(11)의 출력을 충분히 활용할 수 있다.

또한, 타원 빔에 광로 길이차를 부여함으로써, 먼저 워크(W)에 조사된 레이저에 의한 여기가 예비 여기가 되고, 이후에 조사되는 레이저의 흡수 효율을 높일 수 있어, 가공 효율을 높일 수 있다. 광로 길이차를 부여하고 있지 않은 타원 빔을 이용한 가공과 비교한 경우, 예비 여기에 의해 레이저의 흡수 효율을 높이고 있는 분만큼, 1회의 레이저 조사로 보다 깊게 가공할 수 있어, 전체의 가공 시간을 단축할 수 있다.

도 4는 도 1에 도시하는 광학계에서 제1 애너모픽 광학 소자(12)를 복수의 프리즘으로 구성한 예를 도시하고 있다. 본 예에서는 3개의 직각 프리즘(12a, 12b, 12c)을 조합하여 제1 애너모픽 광학 소자(12)를 구성하고 있다. 광원측에 배치된 제1 프리즘(12a)과 중간에 배치된 제2 프리즘(12b)의 회전 각도를 조정하여 단면 원형인 펄스 레이저를 1축 방향(Z방향)으로 확장하여 타원 빔을 생성하고 있다. 또한, 제2 프리즘(12b)과 제3 프리즘(12c)의 회전 각도를 조정하여, 타원 빔의 Z방향을 더 확장하여, 편광 빔 스플리터(14)에 대하여 수직으로 입사시키고 있다.

이와 같이, 제1 애너모픽 광학 소자(12)를 복수의 프리즘으로 구성함으로써, 프리즘의 회전 각도를 조정하는 간단한 조작으로 원하는 애스펙트비를 갖는 타원 빔을 생성할 수 있다. 더구나, 프리즘은 비곡면 광학 소자이기 때문에 광축 맞춤이 용이해진다고 하는 이점이 있다.

제1 및 제2 애너모픽 광학 소자(12, 17)를 원통형 렌즈로 구성하는 것도 가능하지만, 프리즘에 비하여 광축 맞춤이 어려워진다.

도 5는 도 1에 도시하는 광학계에서 제2 애너모픽 광학 소자(17)를 제거한 구성예이다. 이와 같이, 제2 애너모픽 광학 소자(17)를 제거하여 광학계를 간략화하여도, 제1 애너모픽 광학 소자(12)로 타원 빔을 생성할 수 있기 때문에, 장경 방향을 따라 광로 길이차를 부여한 타원 빔을 생성할 수 있다.

또한, 도 1에 도시하는 광학계에서 제1 애너모픽 광학 소자(12)를 제거하고, 제2 애너모픽 광학 소자(17)를 남긴 구성으로 할 수도 있다. 이 경우, 도 1, 5에 도시하는 광학계와 같이 광로 길이차 생성부(16)에 펄스 레이저가 입사되기 전에 타원 빔을 생성하는 경우에 비하여, 타원 빔에 부여하는 광로 길이차는 짧아지지만, 광로 길이차를 부여한 타원 빔을 생성할 수 있다.

다음에, 전술한 광학계를 이용한 레이저 가공 장치에 대해서 설명한다.

도 6은 멀티 빔 광학계를 이용한 레이저 가공 장치의 구성예이다.

반도체 웨이퍼(W)는 대략 원판형으로 형성되어 있고, 표면에 격자형으로 배열된 분할 예정 라인에 의해 복수개 영역으로 구획되며, 이 구획된 영역에 IC, LSI 등의 디바이스(72)가 형성되어 있다. 또한, 반도체 웨이퍼(W)는 점착 테이프(73)를 통해 환형 프레임(71)에 지지된다.

또한, 본 실시형태에서는, 워크로서 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 웨이퍼를 예로 들어 설명하지만, 이 구성에 한정되는 것이 아니며, 반도체 웨이퍼(W)에 점착되는 DAF(Die Attach Film) 등의 점착 부재, 반도체 제품의 패키지, 세라믹, 유리, 사파이어(Al2O3)계의 무기 재료 기판, 각종 전기 부품이나 미크론 오더의 가공 위치 정밀도가 요구되는 각종 가공 재료를 워크로 하여도 좋다.

레이저 가공 장치(50)는 가공 테이블(51)에 Y축 방향으로 형성된 1쌍의 Y축 가이드 레일(52a, 52b)이 배치되어 있다. Y축 테이블(53)은 Y축 가이드 레일(52a, 52b)을 따라 Y축 방향으로 이동 가능하게 배치되어 있다. Y축 테이블(53)의 배면측에는, 도시하지 않는 너트부가 형성되고, 너트부에 볼나사(54)가 나사 결합되어 있다. 그리고, 볼나사(54)의 단부(端部)에는, 구동 모터(55)가 연결되어, 구동 모터(55)에 의해 볼나사(54)가 회전 구동된다.

Y축 테이블(53) 상에는 Y축 방향과 직교하는 X축 방향에 형성된 1쌍의 X축 가이드 레일(56a, 56b)이 배치되어 있다. X축 테이블(57)은 X축 가이드 레일(56a, 56b)을 따라 X축 방향으로 이동 가능하게 배치되어 있다. X축 테이블(57)의 배면측에는, 도시하지 않는 너트부가 형성되고, 너트부에 볼나사(58)가 나사 결합되어 있다. 그리고, 볼나사(58)의 단부에는, 구동 모터(59)가 연결되어, 구동 모터(59)에 의해 볼나사(58)가 회전 구동된다.

X축 테이블(57) 상에 척 테이블(60)이 설치되어 있다. 척 테이블(60)은 테이블 지지부(61)와, 테이블 지지부(61)의 상부에 마련된 가공 예정 라인인 스트리트를 갖는 반도체 웨이퍼(W)를 흡착 유지하는 웨이퍼 유지부(62)와, 환형 프레임(71)을 유지하는 프레임 유지부(63)를 구비한다. 테이블 지지부(61)의 내부에는, 웨이퍼 유지부(62)에 반도체 웨이퍼(W)를 흡착 유지시키는 흡인원이 마련되어 있다.

또한, 가공 테이블(51)에는 지주부(64)가 설치되어 있고, 지주부(64)의 상단부로부터 척 테이블(60)의 상방으로 신장된 아암(65)에 레이저 조사 유닛(66)이 지지되어 있다. 레이저 조사 유닛(66)에는 전술한 광학계가 수납되어 있다.

이상과 같이 구성된 레이저 가공 장치(50)에서, 반도체 웨이퍼(W)가 척 테이블(60)에 배치된다. 그리고, 반도체 웨이퍼(W)는 도시하지 않는 흡인원에 의해 웨이퍼 유지부(62)에 흡착된다.

다음에, 레이저 광선 조사 유닛(66)이 구동되어, X축 테이블(57), Y축 테이블(53)에 의해 위치 조정되어 레이저 가공이 개시된다. 이 경우, 레이저 광선 조사 유닛(66)은 스트리트를 향하여 레이저 광선을 조사한다. 이때, 도 2에 도시하는 바와 같이, 1개의 레이저 펄스의 평면에서 보아 타원형의 집광점에서, 워크(W)에서의 에너지 피크 위치가 시간 경과와 함께 타원 빔의 장경 방향으로 시프트하면서 어블레이션 가공이 행하여진다. X축 테이블(57), Y축 테이블(53)에 의해, 반도체 웨이퍼(W)의 스트리트를 따라 레이저 가공 위치가 이동한다.

또한, 상기한 라인 가공뿐만 아니라, 비어홀 가공과 같은 펀칭 가공, 웨이퍼의 일부를 함몰시키는 것과 같은 면가공에도 적용할 수 있다.

금번 개시된 실시형태는, 모든 점에서 예시로서 이 실시형태에 제한되는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 상기한 실시형태만의 설명이 아니라 특허청구범위에 의해 나타내어지며, 특허청구범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

(산업상 이용가능성)

본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 피가공물을, 타원 빔을 이용하여 레이저 가공하는 레이저 가공 장치에 적용 가능하다.

11: 발진부 12: 제1 애너모픽 광학 소자
12a∼12c: 프리즘 13: 옵티컬 아이솔레이터
14: 편광 빔 스플리터 15: 패러데이 회전자
16: 광로 길이차 생성부 17: 제2 애너모픽 광학 소자
18: 집광 렌즈 50: 레이저 가공 장치
60: 척 테이블 66: 레이저 조사 유닛

Claims

펄스 레이저를 발진시키는 발진기와,
상기 펄스 레이저를 단면 형상이 타원 형상인 타원 펄스 레이저로 변환하는 애너모픽(anamorphic) 광학 수단과,
상기 타원 펄스 레이저의 단면 내에서 상기 발진기로부터 대상물까지의 광로 길이에 차를 생기게 하는 광로 길이차 생성부와,
광로 길이차가 부여된 상기 타원 펄스 레이저를 상기 대상물에 대하여 집광시키는 집광 렌즈
를 구비한 것을 특징으로 하는 광학계.
제1항에 있어서,
상기 애너모픽 광학 수단은 상기 발진기와 상기 광로 길이차 생성부 사이에 광로 상에 배치된 것을 특징으로 하는 광학계.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 광로 길이차 생성부는 광축에 대하여 경사져 배치된 회절 광학 소자를 갖는 것을 특징으로 하는 광학계.
제3항에 있어서,
상기 광로 길이차 생성부는, 상기 회절 광학 소자에 입사되는 펄스 레이저와 상기 회절 광학 소자로부터 반사된 펄스 레이저의 광로를 변화시키는 옵티컬 아이솔레이터를 포함하고,
상기 옵티컬 아이솔레이터는 패러데이(faraday) 회전자를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학계.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 애너모픽 광학 수단은 프리즘체로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학계.
제1항 또는 제2항에 기재된 광학계를 구비하고,
상기 광학계에서 생성된 타원 펄스 레이저를 피가공물에 조사하여 어블레이션(ablation) 가공하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.