KR20230096079A - 가변 베셀 빔으로 부분적 나노-천공을 형성하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

가변 베셀 빔으로 부분적 나노-천공을 형성하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시의 구현 예들은 레이저 빔 초점 라인을 생성하도록 구성된 구면 수차를 갖는 액시콘 렌즈, 광학 렌즈로부터 이격된 광학 요소 세트, 및 상기 광학 요소 세트로부터 이격된 포커싱 광학 요소를 포함하는 광학 어셈블리를 포함하며, 여기서 상기 액시콘 렌즈와 광학 요소 세트는 레이저 빔 전파 방향을 따라 서로에 대해 병진 이동 가능하고, 상기 포커싱 광학 요소는 상기 레이저 빔 전파 방향을 따라 고정된 위치에 있다.

Description

가변 베셀 빔으로 부분적 나노-천공을 형성하기 위한 시스템 및 방법
본 출원은 35 U.S.C.§119 하에 2020년 10월 30일 출원된 미국 가출원 제63/107,824호를 우선권 주장하고 있으며, 상기 특허 문헌의 내용은 참조를 위해 본 발명에 모두 병합된다.
본 발명은 부분적 나노-천공을 형성하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 반도체 기판용 유리 웨이퍼에서 가변 베셀 빔으로 부분적 나노-천공을 형성하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
반도체 산업이 계속 발전함에 따라, 단위 웨이퍼 면적당 기능 및 가치는 계속해서 증가하고 있다. 웨이퍼 다이싱 손실을 최소화하는 것이 점점 더 중요해지고 있다. 예를 들어, 모바일 장치에 사용되는 RF 칩의 경우와 같이, 다이 크기가 작을 때 특히 그렇다. 또 다른 극단적인 예는 각각의 치수에서 1 mm의 일부일 수 있는 RFID 칩일 수 있다.
Si는 지배적인 반도체 재료이지만, 그것의 반도체 특성은 또한 특정 응용 분야에서 해로운 영향을 미치게 한다. 한 가지의 예로는, EM 필드가 Si 기판의 전하와 상호 작용하여 신호 손실, 신호 누화(cross-talk), 및 비선형성을 유발할 수 있는 RF이다. 유리 및 세라믹 재료는 그와 같은 재료의 "수동적" 특성으로 인해 그와 같은 경우 우수한 성능을 제공할 수 있다. 능동 반도체 장치를 유리 또는 세라믹 기판 위에 구축하거나 기판으로 전사할 수 있는 많은 기술이 있다. 잘 알려진 예는 SOS(silicon-on-sapphire) 및 SoG(silicon-on-glass)이다.
장치 층이 만들어지거나 유리 상에 전사되면, Si는 연마 및 화학적 에칭을 통해 완전히 제거된다. 유리 기판은 이러한 공정 전반에 걸쳐 기계적인 지지 역할을 한다. 유리는 연마를 통해 기계적으로 100~150 ㎛로 박막화되고 개별 다이가 개별화되어 패키징된다.
각각의 다이 크기가 0.5 mm × 0.5 mm인 경우, 통상적인 다이아몬드 블레이드 다이싱은 최대 30% 면적 손실을 나타내는 80 ㎛ 내지 100 ㎛ 커프 손실(kerf loss)을 초래한다. 커프 손실이 거의 없는 대안의 방법을 사용할 수 있다면, 이러한 귀중한 공간을 절약하여, 웨이퍼 고객에게 상당한 가치를 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명자들은 반도체 기판용 유리 웨이퍼에서 가변 베셀 빔으로 부분적 나노-천공을 형성하는 개선된 시스템 및 방법을 개발하였다.
추가적인 특징 및 이점들은 다음의 상세한 설명에 기재되어 있으며, 부분적으로는 그 설명으로부터 당업자에게 쉽게 명백하거나 첨부된 도면 뿐만 아니라 기술된 설명 및 특허청구범위에 기술된 구현 예를 실시함으로써 인식될 것이다. 전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 단지 예시일 뿐이며, 청구범위의 본질 및 특성을 이해하기 위한 개요 또는 기초를 제공하기 위한 것임을 이해해야 한다.
본 개시의 제1 구현 예는 광학 어셈블리의 빔 출사측에서 레이저의 빔 경로에 위치된 광학 어셈블리를 통해 레이저 빔 전파 방향을 따라 배향된 레이저 빔 초점 라인으로 펄스 레이저 빔을 포커싱하는 단계, 여기서 상기 광학 어셈블리는 상기 레이저 빔 초점 라인을 생성하도록 구성된 구면 수차를 갖는 액시콘 렌즈, 광학 렌즈로부터 이격된 광학 요소 세트, 및 상기 광학 요소 세트로부터 이격된 포커싱 광학 요소를 포함하며, 상기 액시콘 렌즈 및 광학 요소 세트는 레이저 빔 전파 방향을 따라 서로에 대해 병진 이동 가능하고 상기 포커싱 광학 요소는 레이저 빔 전파 방향을 따라 고정된 위치에 있음; 5 mm 미만의 두께를 갖는 유리 재료로 레이저 빔 초점 라인을 지향시키는 단계, 여기서 상기 레이저 빔 초점 라인은 상기 유리 재료 내에 유도된 흡수를 생성하고, 상기 유도된 흡수는 상기 유리 재료 내에 레이저 빔 초점 라인을 따라 천공을 생성함; 상기 유리 재료 내에 레이저 빔 초점 라인의 깊이를 조정하기 위해 상기 액시콘 렌즈와 광학 요소 사이의 거리를 조정하는 단계; 및 상기 유리 재료와 레이저 빔을 서로에 대해 병진 이동시켜 상기 유리 재료 내의 제1 평면을 따라 복수의 천공을 레이저 드릴링하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 천공의 깊이는 상기 유리 재료 두께의 절반 미만이다.
본 개시의 제2구현 예는 제1 구현 예를 포함할 수 있으며, 상기 복수의 천공의 제1 단부를 적어도 하나의 표면에 노출시키기 위해 상기 유리 재료를 박막화하는 단계; 및 두께를 통해 상기 복수의 천공을 확장시키는 단계를 더 포함한다.
본 개시의 제3구현 예는 제1구현 예를 포함할 수 있으며, 상기 액시콘 렌즈와 상기 광학 요소 세트 사이의 거리는 약 85 내지 약 110 mm이다.
본 개시의 제4구현 예는 제1구현 예를 포함할 수 있으며, 상기 광학 요소 세트와 포커싱 광학 요소 사이의 거리는 약 30 내지 약 90 mm이다.
본 개시의 제5구현 예는 제1 내지 제4구현 예를 포함할 수 있으며, 유리 재료 내의 레이저 빔 초점 라인의 깊이는 약 0.32 내지 약 0.98 mm이다.
본 개시의 제6 구현 예는 제1 내지 제5 구현 예를 포함할 수 있고, 광학 요소 세트는 제2 거리로 이격된 2개의 렌즈를 포함한다.
본 개시의 제7 구현 예는 제6 구현 예를 포함할 수 있으며, 제2 거리는 약 1 mm 내지 약 50 mm이다.
본 개시의 제8 구현 예는 제1 구현 예를 포함할 수 있으며, 유리 재료 내의 제1 평면을 따라 복수의 천공을 드릴링한 후에 유리 재료의 표면 상에 반도체 장치를 형성하는 단계를 더 포함한다.
본 개시의 제9 구현 예는 제8 구현 예를 포함할 수 있으며, 천공의 개구를 노출하도록 유리 재료의 표면 상에 반도체 장치를 형성한 후 상기 유리 재료를 박막화하는 단계를 더 포함한다.
본 개시의 제10 구현 예는 광학 어셈블리의 빔 출사측에서 레이저의 빔 경로에 위치된 광학 어셈블리를 통해 레이저 빔 전파 방향을 따라 배향된 레이저 빔 초점 라인으로 펄스 레이저 빔을 포커싱하는 단계, 여기서 상기 광학 어셈블리는 액시콘 렌즈, 시준 렌즈 및 포커싱 렌즈를 포함하는 제1 광학 요소 세트, 및 3개의 비구면 렌즈를 포함하는 제2 광학 요소 세트를 포함하며, 상기 액시콘 렌즈, 시준 렌즈 및 포커싱 렌즈는 고정된 위치에 있고, 제1 비구면 렌즈 및 제2 비구면 렌즈는 레이저 빔 전파 방향을 따라 서로에 대해 병진 이동 가능하고 제3 비구면 렌즈는 레이저 빔 전파 방향을 따라 고정된 위치에 있음; 5 mm 미만의 두께를 갖는 유리 재료로 레이저 빔 초점 라인을 지향시키는 단계, 여기서 상기 레이저 빔 초점 라인은 상기 유리 재료 내에 유도된 흡수를 생성하고, 상기 유도된 흡수는 상기 유리 재료 내에 레이저 빔 초점 라인을 따라 천공을 생성함; 상기 제1 비구면 렌즈와 제2 비구면 렌즈 사이의 거리를 조정하여 상기 유리 재료 내에 레이저 빔 초점 라인의 깊이를 조정하는 단계; 및 상기 유리 재료와 레이저 빔을 서로에 대해 병진 이동시켜 상기 유리 재료 내의 제1 평면을 따라 복수의 천공을 레이저 드릴링하는 단계를 포함하며, 상기 천공의 깊이는 상기 유리 재료의 두께의 절반 미만이다.
본 개시의 제11 구현 예는 제10 구현 예를 포함할 수 있으며, 상기 복수의 천공의 제1 단부를 적어도 하나의 표면에 노출시키기 위해 상기 유리 재료를 박막화하는 단계; 및 두께를 통해 상기 복수의 천공을 확장시키는 단계를 더 포함한다.
본 개시의 제12 구현 예는 제10 구현 예를 포함할 수 있으며, 제1 비구면 렌즈와 제2 비구면 렌즈 사이의 거리는 약 50 내지 약 71 mm이다.
본 개시의 제13 구현 예는 제10 구현 예를 포함할 수 있으며, 제2 비구면 렌즈와 제3 비구면 렌즈 사이의 거리는 약 31 내지 약 48 mm이다.
본 개시의 제14 구현 예는 제10 구현 예를 포함할 수 있으며, 유리 재료 내에 레이저 빔 초점 라인의 깊이는 약 0.43 내지 약 0.66 mm이다.
본 개시의 제15 구현 예는 제10 구현 예를 포함할 수 있으며, 유리 재료 내의 제1 평면을 따라 복수의 천공을 드릴링한 후에 유리 재료의 표면 상에 반도체 장치를 형성하는 단계를 더 포함한다.
본 개시의 제16 구현 예는 제10 구현 예를 포함할 수 있으며, 천공의 개구를 노출하도록 유리 재료의 표면 상에 반도체 장치를 형성한 후 상기 유리 재료를 박막화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 제17 구현 예는 레이저 빔 초점 라인을 생성하도록 구성된 구면 수차를 갖는 액시콘 렌즈, 광학 렌즈로부터 이격된 광학 요소 세트, 및 상기 광학 요소 세트로부터 이격된 포커싱 광학 요소를 포함하는 광학 어셈블리를 포함하며, 상기 액시콘 렌즈 및 광학 요소 세트는 레이저 빔 전파 방향을 따라 서로에 대해 병진 이동 가능하고, 상기 포커싱 광학 요소는 상기 레이저 빔 전파 방향을 따라 고정된 위치에 있다.
본 개시의 제18 구현 예는 제17 구현 예를 포함할 수 있으며, 액시콘 렌즈와 광학 요소 세트 사이의 거리는 약 85 내지 약 110 mm이다.
본 개시의 제19 구현 예는 제17 구현 예를 포함할 수 있으며, 광학 요소 세트와 포커싱 광학 요소 사이의 거리는 약 30 내지 약 90 mm이다.
본 개시의 제20 구현 예는 제17 구현 예를 포함할 수 있으며, 광학 요소 세트는 제2 거리로 이격된 2개의 렌즈를 포함한다.
본 개시의 제21 구현 예는 제17 구현 예를 포함할 수 있으며, 제2 거리는 약 1 mm 내지 약 50 mm이다.
본 개시의 제22 구현 예는 액시콘 렌즈, 시준 렌즈 및 포커싱 렌즈를 포함하는 제1 광학 요소 세트; 및 3개의 비구면 렌즈를 포함하는 제2광학 요소 세트를 포함하는 광학 어셈블리를 포함하며, 여기서 상기 액시콘 렌즈, 시준 렌즈 및 포커싱 렌즈는 고정된 위치에 있고, 제1 비구면 렌즈 및 제2 비구면 렌즈는 레이저 빔 전파 방향을 따라 서로에 대해 병진 이동 가능하고, 제3 비구면 렌즈는 상기 레이저 빔 전파 방향을 따라 고정된 위치에 있다.
본 개시의 제23 구현 예는 제22 구현 예를 포함할 수 있으며, 상기 제1 비구면 렌즈와 상기 제2 비구면 렌즈 사이의 거리는 약 50 내지 약 71 mm이다.
본 개시의 제24 구현 예는 제22 구현 예를 포함할 수 있으며, 상기 제2 비구면 렌즈와 상기 제3 비구면 렌즈 사이의 거리는 약 31 내지 약 48 mm이다.
첨부된 도면은 추가적인 이해를 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서에 통합되어 그 일부를 구성한다. 도면은 하나 이상의 구현 예(들)를 예시하고 상세한 설명과 함께 다양한 구현 예의 원리 및 동작을 설명하는 역할을 한다. 그와 같이, 본 개시는 첨부된 도면과 함께 취해진 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 완전히 이해될 것이다:
도 1은, 본 개시의 일부의 구현 예에 따라, 유리 재료에 나노-천공을 형성하는 예시적인 방법의 흐름도이고;
도 2a 및 2b는, 본 개시의 일부의 구현 예에 따라, 레이저 빔 초점 라인의 포지셔닝, 즉 그 초점 라인을 따라 유도된 흡수로 인해 레이저 파장에 투명한 재료의 레이저 처리의 개략도이고;
도 3의 (A-1), (A-2), (A-3), 및 (A-4)는, 본 개시의 일부의 구현 예에 따라, 기판에 대해 투명한 재료 내의 상이한 위치에 레이저 빔 초점 라인을 형성함으로써 기판을 처리하기 위한 다양한 가능성을 예시하고;
도 4는 본 개시의 일부의 구현 예에 따른 레이저 처리를 위한 광학 어셈블리의 개략도이고;
도 5는 본 개시의 일부의 구현 예에 따른 레이저 처리를 위한 광학 어셈블리의 개략도이며;
도 6은 본 개시의 일부의 구현 예에 따른 예시적인 유리 블랭크를 도시한다.
이제 본 개시의 다양한 구현 예를 상세히 참조하며, 그 예들은 첨부된 도면에 예시되어 있다. 가능할 때마다, 동일하거나 유사한 참조 번호 및 기호는 도면 전체에서 동일하거나 유사한 부분을 나타내기 위해 사용된다. 도면은 반드시 축척에 따른 것은 아니며, 당업자는 본 개시의 주요 관점을 예시하기 위해 도면이 단순화된 경우를 인식할 것이다.
아래에 설명된 청구범위는 본 상세한 설명에 통합되어 그 일부를 구성한다.
본 문서에서는 제1, 제2, 상부 및 하부 등과 같은 관계용어는, 그와 같은 엔티티 또는 액션들 간의 실제 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 암시하지 않고, 하나의 엔티티 또는 액션을 다른 엔티티 또는 액션과 구별하기 위해서만 사용된다.
기술된 개시 및 다른 구성요소의 구성이 임의의 특정 재료로 제한되지 않는다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 본원에 개시된 개시의 다른 예시적인 구현 예들은, 본원에서 달리 설명되지 않는 한, 매우 다양한 재료로 형성될 수 있다.
도 1은 방법(300)의 흐름도를 도시한다. 그러한 방법(300)은 단계 302-312를 포함한다. 단계 302에서, 도 2a 및 도 2b에 나타낸 바와 같이 펄스 레이저 빔(2)은, 광학 어셈블리의 빔 출사측에서 레이저의 빔 경로에 위치된 광학 어셈블리를 통해 레이저 빔 전파 방향을 따라 배향된 레이저 빔 초점 라인(2b)으로 포커싱된다. 레이저 빔 초점 라인(2b)은 높은 에너지 밀도의 영역이다.
도 2a에 나타낸 바와 같이, 레이저(3; 나타내지 않음)는 광학 어셈블리(6)에 입사하는 부분(2a)을 갖는 레이저 빔(2)을 방출한다. 상기 광학 어셈블리(6)는 입사 레이저 빔을 빔 방향(초점 라인의 길이 l)을 따라 규정된 확장 범위에 걸쳐 출력측의 광범위한 레이저 빔 초점 라인(2b)으로 턴시킨다.
본 개시의 구현 예들은 비회절 빔("NDB")을 이용하여 레이저 빔 초점 라인(2b)을 형성한다. 통상적으로, 레이저 처리에는 가우시안 레이저 빔이 사용되었다. 가우시안 강도 프로파일을 가진 레이저 빔의 조밀한 초점은 아래의 식 (1)에 의해 주어진 레일리 범위(ZR)를 갖는다:
Figure pct00001
식 (1)
상기 레일리 범위는 빔의 스폿 크기(w0)가 파장 n0에서 굴절률 n0의 재료에서 √2만큼 증가하는 거리를 나타낸다. 이러한 제한은 회절에 의해 부과된다. 식 (1) 참고. 레일리 범위는 스폿 크기와 직접적으로 관련되어 있어 조밀한 초점(즉, 작은 스폿 크기)을 가진 빔이 긴 레일리 범위를 가질 수 없다는 결론에 도달한다. 그와 같은 빔은 매우 짧은 거리에서만 이러한 작은 스폿 크기를 유지한다. 이것은 또한 그와 같은 빔이 초점 영역의 깊이를 변경하여 재료를 드릴링하는 데 사용되는 경우, 초점의 양측에 있는 스폿의 급속한 확장은 빔의 초점 속성을 제한할 수 있는 광학 왜곡이 없는 넓은 영역을 필요로 한다는 것을 의미한다. 그와 같은 짧은 레일리 범위는 또한 두꺼운 샘플을 절단하기 위해 다수의 펄스가 필요하다.
그러나, 본 개시의 구현 예들은 위에서 논의된 광학 가우시안 빔 대신에 NDB를 이용한다. 비회절 빔은 회절 효과가 불가피하게 빔 초점을 제한하기 전에 상당한 거리로 전파될 수 있다. 무한 NDB는 회절 효과를 겪지 않지만, 물리적으로 실현 가능한 NDB는 물리적 범위가 제한된다. 빔의 중앙 로브는 반경이 매우 작을 수 있으므로 고강도 빔을 생성한다. 베셀(Bessel) 빔, 에어리(Airy) 빔, 웨버(Weber) 빔 및 마티유(Mathieu) 빔을 포함하되 이에 국한되지 않는 여러 타입의 NDB가 있으며, 필드 프로필은 통상적으로 가우시안 함수보다 가로 방향에서 더 느리게 감소하는 특정 함수에 의해 주어진다.
본원에서 설명된 NDB가 베셀 빔과 관련되어 있지만, 구현 예들은 이에 제한되지 않음을 이해해야 한다. 베셀 빔의 중앙 스폿 크기는 아래의 식 (2)에 의해 주어진다:
Figure pct00002
식 (2)
여기서, NA는 광축과 각도 β를 만드는 평면파의 원뿔에 의해 주어진 개구수이다. 베셀 빔과 가우시안 빔의 주요 차이점은 레일리 범위가 아래의 식 (3)에 의해 주어진다는 것이다:
Figure pct00003
식 (3)
여기서, D는 일부 개구 또는 광학 요소에 의해 부과되는 빔의 유한 범위이다. 따라서, 그러한 개구 크기(D)는 중앙 스폿의 크기에 의해 부과된 한계를 넘어 레일리 범위를 증가시키는 데 사용될 수 있음을 보여준다. 베셀 빔을 생성하는 실용적인 방법은 가우시안 빔을 액시콘 또는 방사형 선형 위상 요소가 있는 광학 요소를 통과시키는 것이다.
일반적으로, 라인 초점(즉, 레이저 빔 초점 라인)를 형성하는 광학적 방법은 제한 없이 도넛 형상의 레이저 빔과 구면 렌즈, 액시콘 렌즈, 회절 요소 또는 고강도의 선형 영역을 형성하는 다른 방법을 사용하는 것과 같은 다양한 형태를 취할 수 있다. 레이저의 타입(피코초, 펨토초 등) 및 파장(IR, 가시광선, UV 등)은 또한 기판 재료의 파괴를 생성하기에 충분한 광학 강도에 도달하는 한 변경될 수 있다.
단계 304에서, 그리고 도 2a 및 2b를 다시 한번 참조하면, 레이저 빔 초점 라인은 레이저 처리 및 2-광자 흡수에 의한 내부 변형이 발생하는 유리 기판의 층인 층(1)으로 지향된다. 층(1)은 통상적으로 다층 스택이 형성되는 기판 또는 캐리어를 포함하는 더 큰 작업편의 구성요소이다. 층(1)은 본원에 기술된 바와 같이 2-광자 흡수 보조 절제(ablation) 또는 변형을 통해 구멍, 절단부 또는 다른 피처(feature)가 형성되는 다층 스택 내의 층이다. 상기 층(1)은 레이저 빔(2)의 레이저 빔 초점 라인(2b)과 적어도 부분적으로 중첩되도록 빔 경로에 위치된다. 참조 부호 1a는 각각 광학 어셈블리(6) 또는 레이저를 마주 향하는(거기에 가장 가깝거나 근접한) 층(1)의 표면을 나타내고, 참조 부호 1b는 층(1)의 반대 표면(광학 어셈블리(6) 또는 레이저로부터 멀리 있거나 더 멀리 떨어진 표면)을 나타낸다. 상기 층(1)의 두께(평면 1a 및 1b, 즉 기판 평면에 대해 수직으로 측정됨)는 d로 표시된다. 일부의 구현 예에서, 상기 층의 두께는 5mm 미만이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 층(1)은 종방향 빔 축에 수직으로 정렬되고 따라서 광학 어셈블리(6)에 의해 생성된 동일한 초점 라인(2b) 뒤에 정렬된다(기판은 도면의 평면에 수직이다). 빔 방향을 따라 볼 때, 상기 층(1)은, 초점 라인(2b)(빔의 방향으로 볼 때)이 층(1)의 표면(1a) 앞에서 시작하고 층(1)의 표면(1b) 앞에서 멈추는 방식으로, 초점 라인(2b)에 대해 위치된다. 즉, 초점 라인(2b)은 층(1) 내에서 종료되고 표면(1b) 너머로 확장되지 않는다. 층(1)과 레이저 빔 초점 라인(2b)의 중첩 영역에서, 즉 초점 라인(2b)과 중첩되는 층(1)의 부분에서, 광범위한 레이저 빔 초점 라인(2b)은 층(1)에서 비선형 흡수를 생성한다. (레이저 빔 초점 라인(2b)을 따라 적절한 레이저 강도를 가정하면, 이 강도는 유도된 비선형 흡수가 층(1)에서 생성되는 광범위한 섹션(2c)(종방향의 빔 방향을 따라 정렬됨)을 규정하는 길이(l)의 섹션(즉, 길이가 l인 라인 초점)에 레이저 빔(2)의 적절한 포커싱에 의해 보장된다.) 유도된 비선형 흡수는 섹션 2c를 따라 층(1)에 결함 라인 또는 크랙을 형성한다. 결함 또는 크랙 형성은 국부적일 뿐만 아니라 오히려 유도된 흡수의 광범위한 섹션(2c)의 전체 길이에 걸쳐 확장될 수 있다. 섹션(2c)의 길이(레이저 빔 초점 라인(2b)과 층(1)의 중첩 길이에 대응)는 참조 부호 L로 표시된다. 유도된 흡수 섹션(2c; 또는 결함 라인 또는 크랙 형성을 겪고 있는 층(1)의 재료의 섹션)의 평균 직경 또는 범위는 참조 부호 D로 표시된다. 이러한 평균 범위(D)는 레이저 빔 초점 라인(2b)의 평균 직경(δ), 즉 약 0.1 ㎛ 내지 약 5 ㎛ 범위의 평균 스폿 직경에 대응할 수 있다.
도 2a에 나타낸 바와 같이, 층(1; 레이저 빔(2)의 파장 λ에 대해 투명한)은 초점 라인(2b)을 따라 유도된 흡수로 인해 국부적으로 가열된다. 그러한 유도된 흡수는 초점 라인(2b) 내에서 레이저 빔의 높은 강도(에너지 밀도)와 연관된 비선형 효과로부터 발생한다. 도 2b는 가열된 층(1)이 결국 확장하여 대응하는 유도된 응력이 표면(1a)에서 가장 높은 응력으로 마이크로-크랙 형성을 유도한다는 것을 예시한다.
초점 라인(2b)을 생성하기 위해 적용될 수 있는 대표적인 광학 어셈블리(6) 및 이들 광학 어셈블리가 적용될 수 있는 대표적인 광학 셋업이 아래에 설명된다. 모든 어셈블리 또는 셋업은 위의 설명을 기초하므로 동일한 구성요소 또는 피처 또는 이들의 기능과 동일한 것들에 대해 동일한 참조 부호가 사용된다. 따라서, 차이점만이 아래에 설명되어 있다.
일련의 천공에 의해 규정된 윤곽을 따라 크랙이 발생한 후 분리 표면의 높은 품질(파단 강도, 기하학적 정밀도, 거칠기 및 재-가공 요구 사항 회피와 관련하여)을 보장하기 위해, 크랙의 윤곽을 규정하는 천공을 형성하는 데 사용되는 개별 초점 라인은 아래에 설명된 광학 어셈블리를 사용하여 생성되어야 한다(이하, 광학 어셈블리는 대안적으로 레이저 옵틱(laser optic)이라고도 함). 분리된 표면의 거칠기는 주로 초점 라인의 스폿 크기 또는 스폿 직경에 의해 결정된다. 표면의 거칠기는, 예를 들어 Ra 표면 거칠기 통계(샘플링된 표면 높이의 절대값의 거칠기 산술 평균)에 의해 특징지어질 수 있다. 레이저(3)의 주어진 파장(λ)의 경우(층(1)의 재료와의 상호 작용), 예를 들어 0.5 ㎛ 내지 2 ㎛의 작은 스폿 크기를 달성하기 위해, 일반적으로 레이저 어셈블리(6)의 개구수에 특정 요구 사항이 부과되어야 한다.
필요한 개구수를 달성하기 위해, 한편으로, 상기 옵틱은 알려진
Figure pct00004
공식(N.A. = n sin (theta), n: 처리될 재료의 굴절률, theta: 절반의 개구 각도; 및 theta = arctan(D/2f), D: 개구, f: 초점 길이)에 따라 주어진 초점 길이에 필요한 개구를 처리해야 한다. 다른 한편으로, 레이저 빔은 요구되는 개구까지 옵틱을 조명해야 하며, 이는 통상적으로 레이저와 포커싱 옵틱 사이의 확대 망원경을 사용하여 빔 확대 수단을 통해 달성된다.
스폿 크기는 초점 라인을 따라 균일한 상호 작용을 위해 너무 크게 변화하지 않아야 한다. 이것은, 예를 들어, 작은 원형 영역에서만 포커싱 옵틱을 조명하여 빔 개구 및 따라서 개구수의 백분율이 약간만 변화하도록 함으로써 보장될 수 있다(아래 구현 예 참조).
도 3의 (A-1) 내지 (A-4)는 레이저 빔 초점 라인(2b)의 위치가 층(1)에 대해 광학 어셈블리(6)를 적절하게 포지셔닝 및/또는 정렬함으로써 그리고 그 뿐만 아니라 광학 어셈블리(6)의 파라미터를 적절하게 선택함으로써 제어될 수 있음을 보여준다. 예를 들어, 도 3의 (A-1)이 예시하는 바와 같이, 초점 라인(2b)의 길이(l)는 그것이 층 두께(d)를 초과하는 방식으로 조정될 수 있다(여기서는 계수 2만큼). 층(1)이 초점 라인(2b)의 중앙에 배치되면(종방향의 빔 방향에서 볼 때), 유도된 흡수의 광범위한 섹션(2c)이 전체 기판 두께에 걸쳐 생성된다.
도 3의 (A-2)에 나타낸 경우에, 길이(l)의 초점 라인(2b)이 생성되는데, 이는 층 두께(d)에 거의 상응한다. 층(1)은 라인(2b)이 처리될 재료 외부의 지점에서 시작하는 방식으로 라인(2b)에 대해 위치되기 때문에, 광범위한 유도된 흡수의 섹션(2c)의 길이(L)는(여기서 기판 표면부터 규정된 기판 깊이까지 확장되지만, 반대 표면(1b)까지는 확장되지 않음) 초점 라인(2b)의 길이(l)보다 작다. 도 3의 (A-3)은 층(1; 빔 방향을 따라 보았을 때)은 도 3의 (A-2)에서와 같이, 라인(2b)의 길이(l)가 층(1)에서 유도 흡수 섹션(2c)의 길이(L)보다 더 크도록 초점 라인(2b)의 시작점 위에 위치된다. 따라서, 초점 라인은 층(1) 내에서 시작하여 반대 표면(1b) 너머로 확장된다. 도 3의 (A-4)는 초점 라인 길이(l)가 층 두께(d)보다 작은 경우를 보여주며, 이는 입사 방향에서 본 초점 라인에 대한 기판의 중앙 포지셔닝의 경우, 초점 라인이 층(1) 내의 표면(1a) 근처에서 시작하여 층(1) 내의 표면(1b) 근처에서 끝난다(예컨대, l = 0.75·d). 레이저 빔 초점 라인(2b)은, 예를 들어 약 0.1 mm와 약 100 mm 사이의 범위 또는 약 0.1 mm와 약 10 mm 사이의 범위에서 길이(l)를 가질 수 있다. 다양한 구현 예는, 예를 들어 약 0.1 mm, 0.2 mm, 0.3 mm, 0.4 mm, 0.5 mm, 0.7 mm, 1 mm, 2 mm, 3 mm 또는 5 mm의 길이(l)를 갖도록 구성될 수 있다.
일부의 구현 예에서, 표면(1a, 1b) 중 적어도 하나가 초점 라인에 의해 커버되어, 유도된 비선형 흡수 섹션(2c)이 처리될 층 또는 재료의 적어도 하나의 표면에서 시작되는 방식으로 초점 라인(2b)을 포지셔닝하는 것이 특히 유리하다. 이러한 방식으로, 표면에서 절제, 피더링(feathering) 및 미립자 생성을 피하면서 사실상 이상적인 절단을 달성할 수 있다.
도 4는 제1 구성(121), 제2 구성(122), 또는 제3 구성(123)을 갖는 광학 어셈블리(6)를 도시한다. 그러한 광학 어셈블리는 레이저(11)의 빔 경로에 위치된 광범위한 레이저 빔 초점 라인(2b)을 형성하도록 디자인된 비구면 자유 표면을 갖는 제1 광학 요소(101; 빔 방향을 따라 보여짐)를 포함한다. 일부의 구현 예에서, 상기 제1 광학 요소(101)는 빔 방향에 수직으로 위치되고 레이저 빔(11)을 중심으로 하는 5°의 원뿔 각도를 갖는 액시콘이다. 액시콘의 정점은 빔 방향을 향한다. 볼록 렌즈(102a) 및 오목 렌즈(102b)를 포함하는 광학 요소 세트는 액시콘 렌즈(101)로부터 이격된다. 상기 볼록 렌즈(102a)는 상기 오목 렌즈(102b)로부터 거리(d2)에 위치한다. 상기 광학 요소 세트(102a, 102b)는 액시콘 렌즈(101)로부터 거리(d1)에 위치된다. 포커싱 렌즈(103)는 거리(d3)에서 상기 광학 요소 세트(102a, 102b)로부터 이격된다.
단계 306에서, 그리고 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 액시콘 렌즈(101) 및 광학 요소 세트(102a, 102b)는 유리 재료(예컨대, 층(1)) 내의 레이저 빔 초점 라인의 깊이를 조정하기 위해 레이저 빔 전파 방향을 따라 서로에 대해 병진 이동 가능하다. 예를 들어, 볼록 렌즈와 오목 렌즈(102b) 사이의 거리는 제1 구성(121)에서 제2 구성(122)으로 증가하고 제2 구성(122)에서 제3 구성으로 다시 증가한다. 상기 포커싱 렌즈(103)는 레이저 빔 전파 방향을 따라 고정된 위치에 있다. 각각의 렌즈는 광축을 따라 독립적으로 움직이는 병진 이동 스테이지에 장착된다. 병진 이동 스테이지는 모터로 PC에 의해 제어되거나 기존의 기계적 스테이지 또는 실린더 내 이동 배럴로 수동으로 제어될 수 있다. 렌즈의 상대적 위치를 변경하면 유리 재료 내에서 빔의 초점 깊이를 지속적으로 변경할 수 있다. 일부의 구현 예에서, 유리 재료 내의 레이저 빔 초점 라인의 깊이는 약 0.32 mm 내지 약 0.98 mm, 바람직하게는 약 0.5 mm 내지 약 0.98 mm, 보다 바람직하게는 약 0.75 mm 내지 약 0.98 mm이다.
일부의 구현 예에서, 액시콘 렌즈와 광학 요소 세트 사이의 거리(d1)는 약 85 내지 약 110 mm이다. 일부의 구현 예에서, 액시콘 렌즈와 광학 요소 세트 사이의 거리(d1)는 약 95 내지 약 110 mm이다. 일부의 구현 예에서, 액시콘 렌즈와 광학 요소 세트 사이의 거리(d1)는 약 100 내지 약 110 mm이다. 일부의 구현 예에서, 액시콘 렌즈와 광학 요소 세트 사이의 거리(d1)는 약 105 내지 약 110 mm이다. 일부의 구현 예에서, 액시콘 렌즈와 광학 요소 세트 사이의 거리(d1)는 약 85 내지 약 105 mm이다. 일부의 구현 예에서, 액시콘 렌즈와 광학 요소 세트 사이의 거리(d1)는 약 85 내지 약 100 mm이다. 일부의 구현 예에서, 액시콘 렌즈와 광학 요소 세트 사이의 거리(d1)는 약 85 내지 약 95 mm이다. 일부의 구현 예에서, 액시콘 렌즈와 광학 요소 세트 사이의 거리(d1)는 약 85 내지 약 90 mm이다.
일부의 구현 예에서, 광학 요소 세트와 포커싱 광학 요소 사이의 거리(d3)는 약 30 내지 약 90 mm이다. 일부의 구현 예에서, 광학 요소 세트와 포커싱 광학 요소 사이의 거리(d3)는 약 50 내지 약 90 mm이다. 일부의 구현 예에서, 광학 요소 세트와 포커싱 광학 요소 사이의 거리(d3)는 약 70 내지 약 90 mm이다. 일부의 구현 예에서, 광학 요소 세트와 포커싱 광학 요소 사이의 거리(d3)는 약 30 내지 약 70 mm이다. 일부의 구현 예에서, 광학 요소 세트와 포커싱 광학 요소 사이의 거리(d3)는 약 30 내지 약 50 mm이다.
일부의 구현 예에서, 볼록 렌즈(102a)와 오목 렌즈(102b) 사이의 거리(d2)는 약 1 mm 내지 약 50 mm이다. 일부의 구현 예에서, 볼록 렌즈(102a)와 오목 렌즈(102b) 사이의 거리(d2)는 약 15 mm 내지 약 50 mm이다. 일부의 구현 예에서, 볼록 렌즈(102a)와 오목 렌즈(102b) 사이의 거리(d2)는 약 30 mm 내지 약 50 mm이다. 일부의 구현 예에서, 볼록 렌즈(102a)와 오목 렌즈(102b) 사이의 거리(d2)는 약 45 mm 내지 약 50 mm이다. 일부의 구현 예에서, 볼록 렌즈(102a)와 오목 렌즈(102b) 사이의 거리(d2)는 약 1 mm 내지 약 35 mm이다. 일부의 구현 예에서, 볼록 렌즈(102a)와 오목 렌즈(102b) 사이의 거리(d2)는 약 1 mm 내지 약 20 mm이다.
도 5는 제1 구성(231), 제2 구성(232), 제3 구성(233), 또는 제4 구성(234)을 갖는 광학 어셈블리(6)의 구현 예를 도시한다. 그러한 광학 어셈블리는 액시콘 렌즈(101), 시준 렌즈(102), 및 포커싱 렌즈(103)를 포함하는 제1 광학 요소 세트를 포함한다. 상기 액시콘 렌즈(101), 시준 렌즈(102), 및 포커싱 렌즈(103)는 고정된 위치에 있다. 상기 광학 어셈블리는 3개의 비구면 렌즈를 포함하는 제2 광학 요소 세트를 더 포함한다. 제1 비구면 렌즈(111) 및 제2 비구면 렌즈(112)는 레이저 빔 전파 방향을 따라 서로에 대해 병진 이동 가능하다. 제3 비구면 렌즈(113)는 레이저 빔의 진행 방향을 따라 고정된 위치에 있다. 제1 비구면 렌즈(111)와 제2 비구면 렌즈(112)의 상대적 위치를 변경하면 유리 재료 내에서 빔의 초점 깊이를 지속적으로 변경할 수 있다. 일부의 구현 예에서, 유리 재료 내의 레이저 빔 초점 라인의 깊이는 약 0.43 내지 약 0.66 mm이다.
일부의 구현 예에서, 제1 비구면 렌즈와 제2 비구면 렌즈 사이의 거리(d1)는 약 50 내지 약 71 mm이다. 일부의 구현 예에서, 제2 비구면 렌즈와 제3 비구면 렌즈 사이의 거리(d2)는 약 31 내지 약 48 mm이다.
단계 308에서, 유리 재료(예컨대, 층(1)) 및 광학 어셈블리는 서로에 대해 병진 이동 가능하며, 이에 의해 재료 내의 제1 평면을 따라 복수의 천공을 레이저 드릴링한다. 도 6의 301은 층(1)의 제1 표면 상에 배치된 반도체 장치(310) 및 본 개시의 시스템 및 방법을 통해 두께(tg)를 갖는 층(1) 내에 형성된 다수의 천공(254)을 도시한다. 반도체 장치는 박막 증착, 산화 또는 질화, 에칭, 폴리싱, 열 및 리소그래피 처리와 같은 일련의 제조 단계에 의해 형성될 수 있다. 층(1)은 반도체 장치가 형성되는 제1 표면(305; 비접촉 표면이라고도 함) 및 제2 표면(306)을 갖는다. 일부의 구현 예에서, 천공(254)의 깊이(t1)는 층(1)의 두께(tg)의 절반 미만이다. 일부의 구현 예에서, 천공(254)의 깊이(t1)는 층(1)의 두께(tg)의 1/3 미만이다. 천공(254)의 상부 팁은 비접촉 표면(305)으로부터 거리(t1)에 위치된다. 천공(254)의 하부 팁은 제2 표면(306)으로부터 거리(t2)에 위치된다. 일부의 구현 예에서, 천공(254)은 t1이 t2보다 크도록 위치된다. 단계 310에서, 그리고 도 6의 302를 참조하면, 층(1)의 유리 재료는 복수의 천공(254)의 제1 단부(304; 즉, 상부 팁)를 노출시키기 위해 박막화된다. 유리 기판의 박막화는 종래의 기계적 및 화학적 에칭 공정에 의해 수행될 수 있거나 둘 모두의 조합이 사용될 수 있다. 기계적 공정의 경우, 천공이 노출될 때까지 다이아몬드 또는 SiC 또는 이와 유사한 재료와 같은 연마재로 캐리어를 물리적으로 연마한다. 화학적 공정의 경우, 천공이 노출될 때까지 캐리어를 HF 함유 액체에 담근다. 하이브리드 공정의 경우, 캐리어를 기계적 연마 공정을 먼저 거친 후 식각액에 담가 마지막 단계를 마칠 수 있다.
단계 312에서, 그리고 도 6의 303을 참조하면, 박막화 공정 이후에, 복수의 천공(254)은 기계적 확장, 열적 확장 또는 화학적 확장에 의해 층(1)의 유리 재료의 두께를 통해 제2 표면(306)까지 확장된다. 기계적 확장의 경우, 천공은 굽힘, 비틀림 또는 둘 다와 같은 기계적 응력으로 확장된다. 열적 확장의 경우, 레이저 빔, IR 방사, 또는 핫 플레이트와 같은 IR 소스를 사용하여 유리 재료를 빠르게 가열하여 열 구배가 유도된다. 화학적 확장의 경우, 식각액은 천공에 침투하여 천공을 개방하는데 사용된다.
수반된 청구범위에 정의된 바와 같은 본 개시의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 본원에 기술된 바와 같은 본 개시의 바람직한 구현 예들에 대한 다양한 수정이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 개시는 수반된 청구범위 및 그에 상응하는 범위 내에 있는 수정 및 변경을 포함한다.

Claims (24)

  1. 광학 어셈블리의 빔 출사측에서 레이저의 빔 경로에 위치된 광학 어셈블리를 통해 레이저 빔 전파 방향을 따라 배향된 레이저 빔 초점 라인으로 펄스 레이저 빔을 포커싱하는 단계, 여기서 상기 광학 어셈블리는 상기 레이저 빔 초점 라인을 생성하도록 구성된 구면 수차를 갖는 액시콘 렌즈, 상기 액시콘 렌즈로부터 이격된 광학 요소 세트, 및 상기 광학 요소 세트로부터 이격된 포커싱 광학 요소를 포함하며, 상기 액시콘 렌즈 및 광학 요소 세트는 레이저 빔 전파 방향을 따라 서로에 대해 병진 이동 가능하고 상기 포커싱 광학 요소는 레이저 빔 전파 방향을 따라 고정된 위치에 있음;
    5 mm 미만의 두께를 갖는 유리 재료로 상기 레이저 빔 초점 라인을 지향시키는 단계, 여기서 상기 레이저 빔 초점 라인은 상기 유리 재료 내에 유도된 흡수를 생성하고, 상기 유도된 흡수는 상기 유리 재료 내에 상기 레이저 빔 초점 라인을 따라 천공을 생성함;
    상기 유리 재료 내에 상기 레이저 빔 초점 라인의 깊이를 조정하기 위해 상기 액시콘 렌즈와 광학 요소 사이의 거리를 조정하는 단계; 및
    상기 유리 재료와 레이저 빔을 서로에 대해 병진 이동시켜 상기 유리 재료 내의 제1 평면을 따라 복수의 천공을 레이저 드릴링하는 단계를 포함하며,
    상기 천공의 깊이는 상기 유리 재료의 두께의 절반 미만인, 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 천공의 제1 단부를 적어도 하나의 표면에 노출시키기 위해 상기 유리 재료를 박막화하는 단계; 및 두께를 통해 상기 복수의 천공을 확장시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 액시콘 렌즈와 광학 요소 세트 사이의 거리는 약 85 내지 약 110 mm인, 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 광학 요소 세트와 포커싱 광학 요소 사이의 거리는 약 30 내지 약 90 mm인, 방법.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    유리 재료 내의 레이저 빔 초점 라인의 깊이는 약 0.32 mm 내지 약 0.98 mm인, 방법.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    광학 요소 세트는 제2 거리로 이격된 2개의 렌즈를 포함하는, 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    제2 거리는 약 1 mm 내지 약 50 mm인, 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    유리 재료 내의 제1 평면을 따라 복수의 천공을 드릴링한 후에 유리 재료의 표면 상에 반도체 장치를 형성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    천공의 개구를 노출하도록 유리 재료의 표면 상에 반도체 장치를 형성한 후 상기 유리 재료를 박막화하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  10. 광학 어셈블리의 빔 출사측에서 레이저의 빔 경로에 위치된 광학 어셈블리를 통해 레이저 빔 전파 방향을 따라 배향된 레이저 빔 초점 라인으로 펄스 레이저 빔을 포커싱하는 단계, 여기서 상기 광학 어셈블리는 액시콘 렌즈, 시준 렌즈 및 포커싱 렌즈를 포함하는 제1 광학 요소 세트, 및 3개의 비구면 렌즈를 포함하는 제2 광학 요소 세트를 포함하며, 상기 액시콘 렌즈, 시준 렌즈 및 포커싱 렌즈는 고정된 위치에 있고, 제1 비구면 렌즈 및 제2 비구면 렌즈는 상기 레이저 빔 전파 방향을 따라 서로에 대해 병진 이동 가능하고 제3 비구면 렌즈는 상기 레이저 빔 전파 방향을 따라 고정된 위치에 있음;
    5 mm 미만의 두께를 갖는 유리 재료로 상기 레이저 빔 초점 라인을 지향시키는 단계, 여기서 상기 레이저 빔 초점 라인은 상기 유리 재료 내에 유도된 흡수를 생성하고, 상기 유도된 흡수는 상기 유리 재료 내에 상기 레이저 빔 초점 라인을 따라 천공을 생성함;
    상기 제1 비구면 렌즈와 제2 비구면 렌즈 사이의 거리를 조정하여 상기 유리 재료 내에 상기 레이저 빔 초점 라인의 깊이를 조정하는 단계; 및
    상기 유리 재료와 레이저 빔을 서로에 대해 병진 이동시켜 상기 유리 재료 내의 제1 평면을 따라 복수의 천공을 레이저 드릴링하는 단계를 포함하며,
    상기 천공의 깊이는 상기 유리 재료의 두께의 절반 미만인, 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 복수의 천공의 제1 단부를 적어도 하나의 표면에 노출시키기 위해 상기 유리 재료를 박막화하는 단계; 및 두께를 통해 상기 복수의 천공을 확장시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    제1 비구면 렌즈와 제2 비구면 렌즈 사이의 거리는 약 50 내지 약 71 mm인, 방법.
  13. 청구항 10에 있어서,
    제2 비구면 렌즈와 제3 비구면 렌즈 사이의 거리는 약 31 내지 약 48 mm인, 방법.
  14. 청구항 10에 있어서,
    유리 재료 내에 레이저 빔 초점 라인의 깊이는 약 0.43 내지 약 0.66 mm인, 방법.
  15. 청구항 10에 있어서,
    유리 재료 내의 제1 평면을 따라 복수의 천공을 드릴링한 후에 유리 재료의 표면 상에 반도체 장치를 형성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  16. 청구항 10에 있어서,
    천공의 개구를 노출하도록 유리 재료의 표면 상에 반도체 장치를 형성한 후 상기 유리 재료를 박막화하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  17. 레이저 빔으로부터 레이저 빔 초점 라인을 생성하도록 구성된 구면 수차를 갖는 액시콘 렌즈;
    상기 액시콘 렌즈로부터 이격된 광학 요소 세트; 및
    상기 광학 요소 세트로부터 이격된 포커싱 광학 요소를 포함하며,
    상기 액시콘 렌즈 및 광학 요소 세트는 레이저 빔 전파 방향을 따라 서로에 대해 병진 이동 가능하고, 상기 포커싱 광학 요소는 상기 레이저 빔 전파 방향을 따라 고정된 위치에 있는, 광학 어셈블리.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 액시콘 렌즈와 광학 요소 세트 사이의 거리는 약 85 내지 약 110 mm인, 광학 어셈블리.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 광학 요소 세트와 포커싱 광학 요소 사이의 거리는 약 30 내지 약 90 mm인, 광학 어셈블리.
  20. 청구항 17에 있어서,
    상기 광학 요소 세트는 제2 거리로 이격된 2개의 렌즈를 포함하는, 광학 어셈블리.
  21. 청구항 20에 있어서,
    제2 거리는 약 1 mm 내지 약 50 mm인, 광학 어셈블리.
  22. 액시콘 렌즈, 시준 렌즈 및 포커싱 렌즈를 포함하는 제1 광학 요소 세트; 및
    3개의 비구면 렌즈를 포함하는 제2 광학 요소 세트를 포함하며,
    상기 액시콘 렌즈, 시준 렌즈 및 포커싱 렌즈는 고정된 위치에 있고,
    제1 비구면 렌즈 및 제2 비구면 렌즈는 레이저 빔 전파 방향을 따라 서로에 대해 병진 이동 가능하고, 제3 비구면 렌즈는 상기 레이저 빔 전파 방향을 따라 고정 위치에 있는, 광학 어셈블리.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 제1 비구면 렌즈와 제2 비구면 렌즈 사이의 거리는 약 50 내지 약 71 mm인, 광학 어셈블리.
  24. 청구항 22에 있어서,
    상기 제2 비구면 렌즈와 제3 비구면 렌즈 사이의 거리는 약 31 내지 약 48 mm인, 광학 어셈블리.
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