WO2017073907A1 - Laser processing method and laser processing device, which use multiple focuses - Google Patents

Laser processing method and laser processing device, which use multiple focuses Download PDF

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WO2017073907A1
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laser beam
laser
processing
processed
stage
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PCT/KR2016/010232
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박정래
이홍
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(주)이오테크닉스
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Definitions

  • the present invention relates to a laser processing method and a laser processing apparatus, and more particularly, to a laser processing method and a laser processing apparatus for forming and cutting a plurality of condensing points inside a workpiece.
  • the laser processing apparatus irradiates a laser beam emitted from a laser oscillator to an object to be processed by using an optical system, and marking, exposure, etching, punching, scribing, and die of the object is processed by the laser beam. Laser processing such as dicing is performed.
  • the condensing points are arranged in the horizontal direction, and the condensing points are formed at the same depth, so that the number of times required for cutting the object to be processed is high, and thus it is impossible to apply it at high speed. have.
  • the present invention provides a laser processing method and a laser processing apparatus for forming and processing a plurality of condensing points inside a workpiece.
  • a laser processing method comprising: splitting a laser beam into a plurality of laser beams in a laser processing method for processing a processing object loaded on a stage using a laser; Transmitting the plurality of divided laser beams through the object to form condensing spots at different depths; And moving the laser beam relative to the stage along a machining line to process the object to be processed, wherein the focusing point formed at a position deeper from a plane on which the laser beam of the object is incident It is formed in the moving direction of the laser beam at the line to be processed, rather than a light collecting point formed at a shallower position.
  • the condensing point formed at a position deeper from the plane where the laser beam is incident is formed on the moving direction of the laser beam than the condensing point formed at the shallower position, the laser beam when the object to be processed is processed. Interference can be prevented by this modified region.
  • FIG. 1 schematically shows a laser processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 2a to 2c illustrate a laser processing method according to an embodiment of the present invention.
  • 3A to 3D illustrate a laser processing method according to another embodiment of the present invention.
  • 4a to 4c illustrate a laser processing method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 illustrates an object to be processed according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a laser processing method comprising: splitting a laser beam into a plurality of laser beams in a laser processing method for processing a processing object loaded on a stage using a laser; Transmitting the plurality of divided laser beams through the object to form condensing spots at different depths; And moving the laser beam relative to the stage along a machining line to process the object to be processed, wherein the focusing point formed at a position deeper from a plane on which the laser beam of the object is incident It is formed in the moving direction of the laser beam at the line to be processed, rather than a light collecting point formed at a shallower position.
  • the laser beam may be split by passing the laser beam through a plurality of lenses having different focal lengths.
  • the plurality of lenses may have a larger focal length than a lens positioned in a movement direction of the laser beam in a direction opposite to the movement direction of the laser beam.
  • the laser beam may be split by passing the laser beam through a diffractive optical element lens.
  • the processing of the object by moving the laser beam relative to the stage along the machining schedule line may include moving the stage or scanning the laser beam to process the object.
  • the object to be processed may be a transparent medium.
  • a laser processing method for processing a processing object loaded on a stage by using a laser
  • the laser beam is passed through a spherical lens having a plurality of curved surfaces, and the plurality of focal lengths are different from each other.
  • the plurality of curved surfaces of the spherical lens may have different focal lengths.
  • the processing of the object by moving the laser beam relative to the stage along the machining schedule line may include moving the stage or scanning the laser beam to process the object.
  • a laser processing apparatus for processing the object to be loaded on the stage using a laser, the laser light source for emitting a laser beam;
  • a point is formed on the side of the laser beam in the direction of movement of the line to be processed than a light collecting point formed at a shallower position.
  • the optical system may include a plurality of lenses having different focal lengths.
  • the plurality of lenses may have a larger focal length than a lens positioned in a movement direction of the laser beam in a direction opposite to the movement direction of the laser beam.
  • the optical system may include a diffractive optical element lens.
  • the stage may move relative to the laser beam to process the object.
  • the laser beam may be moved relative to the stage along the line to be processed.
  • a laser processing apparatus for processing the object to be loaded on the stage using a laser, the laser light source for emitting a laser beam; And a spherical lens having a plurality of curved surfaces for dividing the laser beam into a plurality of laser beams to form condensing points at different depths of the object.
  • the spherical lenses include a plurality of curved surfaces having different focal lengths. It can be formed as.
  • the plurality of curved surfaces of the spherical lens may have different focal lengths.
  • the stage may move relative to the laser beam to process the object.
  • the apparatus may further include a scanner configured to move the laser beam relative to the stage along the processing line.
  • FIG. 1 schematically shows a laser processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the laser processing apparatus includes a laser light source 110, a beam delivery system 120, a scanner 130, and a processing object 150 that emit a laser beam L. Stage 160.
  • the laser light source 110 refers to a means for emitting a laser, and the laser light source 110 may be classified into various types of gas, liquid, solid laser light source, etc. according to the type of material generating the laser.
  • the laser beam L emitted from the laser light source 110 is incident to the beam delivery system 120.
  • the beam delivery system 120 transmits the laser beam L emitted from the laser light source 110 along a predetermined path, and may include, for example, a plurality of mirrors or an optical cable. .
  • the laser beam L that has passed through the beam delivery system 120 is incident to the scanner 130.
  • the scanner 130 scans the laser beam L on the object to be processed 150, thereby serving to process the object to be processed 150.
  • the scanner 130 may be positioned in the area to be processed the laser beam (L), it can control the linear motion of the laser beam (L).
  • the optical system 140 serves to adjust the focus of the laser beam L so that the laser beam L passing through the scanner 130 can form a condensing point inside the object 150. Specific embodiments, roles, and operating principles of the optical system 140 will be described later.
  • the object to be processed 150 may be formed of a transparent medium through which the laser beam L may pass.
  • the processing object 150 is seated and fixed to the stage 160.
  • the object 150 may be processed by the movement of the stage 160 on which the object 150 is seated. That is, by continuously irradiating the laser beam (L) on the object to be processed 150, the stage 160 to move to the desired shape can be processed to the object to be processed 150.
  • the object 150 may be processed into a desired shape. That is, the path of the laser beam L may be changed by the movement of the mirror included in the scanner 130 to process the object 150 by moving relative to the object 150 on the stage 160. .
  • 2a to 2c illustrate a laser processing method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A illustrates a state in which a laser beam emitted from a laser processing apparatus is divided into a plurality of laser beams L1 and L2 to form first and second condensing points P1 and P2 inside the object 250.
  • the first and second condensing points (P1, P2) is shown to move.
  • an object to be processed 250 is prepared.
  • the object to be processed 250 may be formed of a transparent medium through which the laser beam L may pass.
  • the first and second lenses 10 and 20 may be used as the optical system 140 of the laser processing apparatus shown in FIG. 1.
  • the laser beam L emitted from the scanner 130 may be divided into the first and second laser beams L1 and L2 after passing through the first and second lenses 10 and 20.
  • the first lens and the second lens 10 and 20 may have different focal lengths, and the focal length of the second lens 20 positioned in the moving direction of the laser beam L may correspond to the moving direction of the laser beam L2.
  • the focal length may be greater than that of the first lens 10 positioned in the opposite direction.
  • the curvature of the first lens and the curvature of the second lens 20 may be different from each other.
  • the refractive index of the first lens 10 and the second lens 20 may be different from each other.
  • both the curvature and the refractive index of the first lens 10 and the second lens 20 may be different.
  • the first and second laser beams L1 and L2 penetrate the object 250 to form first and second light collecting points P1 and P2, respectively. Since the focal length of the second lens 20 has a larger value than the focal length of the first lens 10, the second condensing point P2 is formed by the first object of the workpiece 250 rather than the first condensing point P1. The first and second laser beams L1 and L2 may be formed deeper from the incident surface.
  • the second lens 20 having a larger focal length than the first lens 10 may be located in the moving direction of the laser beams L1 and L2 than the first lens 10 in the processing line S.
  • FIG. have. Accordingly, the second condensing point P2 may be formed closer to the moving direction of the laser beams L1 and L2 than the first condensing point P1 in the processing line S.
  • a modified region may be formed around the first and second condensing points P1 and P2. Cracks may form from the modified regions.
  • the second condensing point P2 is formed on the movement direction side of the laser beams L1 and L2 in the processing line S than the first condensing point P1, the second condensing point P2 is the first condensing point. It can be formed without being disturbed by the modified region formed by the point P1.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 2A.
  • the first and second light collecting points P1 and P2 are formed at different depths inside the object 250, respectively.
  • P1 and P2 are moved relatively along the machining schedule line S.
  • the first and second light collecting points P1 and P2 move in a predetermined direction (that is, in a direction opposite to the moving direction of the object to be processed). Movement of the first and second light collecting points P1 and P2 may be controlled by driving the scanner 130 of FIG. 1. Meanwhile, the movement of the first and second light collecting points P1 and P2 may also be controlled by the movement of the stage (160 of FIG. 1) on which the object 250 is mounted.
  • crack rows 211 and 212 are formed along the processing schedule line S in the inside of the object 250 and such cracks are formed. Cracks may extend from the rows 211 and 212 to the top and bottom surfaces of the workpiece 250. As such, when the movement of the first and second light collecting points P1 and P2 within the object 250 ends, crack rows 211 and 212 may be formed inside the object 250 as illustrated in FIG. 2C. Formation is complete.
  • the laser processing method and the laser processing apparatus have been described with two lenses 10 and 20 having different focal lengths and two condensing points P1 and P2 having different forming depths, but are not limited thereto.
  • the object may be processed by forming at least two lenses and at least two light collecting points.
  • the plurality of condensing points (P1, P2) are formed at different depths inside the object to be processed to process the object 250, the process is not necessary to repeat the process several times Therefore, the time required can be shortened.
  • the light collecting point P2 formed at a position deeper from the plane where the laser beams L1 and L2 are incident is at the line S to be processed than the light collecting point P1 formed at a shallower position. Since it is formed on the side of the moving direction, the second condensing point P2 may be formed without being disturbed by the modified region formed from the first condensing point P1 when the object 250 is processed.
  • 3A to 3D illustrate a laser processing method according to another embodiment of the present invention.
  • 3A illustrates that the laser beam emitted from the laser processing apparatus is divided into a plurality of laser beams L1 ′, L2 ′, and L3 ′ so that the first, second and third condensing points P1 ′, The first, second and third light collecting points P1 ', P2', and P3 'are moved in a state where P2' and P3 'are formed.
  • the diffractive optical element 170 and the focusing lens 175 may be used as the optical system 140 of the laser processing apparatus shown in FIG. 1.
  • the laser beam L emitted from the scanner 130 may be divided into first, second and third laser beams L1 ′, L2 ′, L3 ′ after passing through the diffractive optical element 170. have.
  • the diffractive optical element 170 In more detail as follows. Unlike refractive optical elements, such as commonly used convex lenses, diffractive optical elements perform the function of the lens through a plurality of diffraction gratings formed on the surface. 3B illustrates the structure of this diffractive optical element 170. As shown in FIG. 3B, the diffractive optical element 170 is formed by dividing the surface 172 of a general convex lens to a constant height and transferring the lens surface shape of each divided section onto the substrate 171 as it is. In general, since the portion of the light bent in the convex lens is the surface of the lens, it is possible to perform the function of the general lens as it is, as shown in FIG.
  • the first, second and third laser beams L1 ′, L2 ′, L3 ′ passing through the diffractive optical element 170 pass through the focusing lens 175, and then the workpiece ( 350, first, second, and third light collecting points P1 ′, P2 ′, and P3 ′ are respectively formed therein.
  • the first, second, and third light collecting points P1 ', P2', and P3 ' may be formed at different depths on the object 350.
  • the second condensing point P2 ' is formed at a position deeper than the first condensing point P1' from the upper surface of the object to be processed 350, and the third condensing point P3 'is formed from the upper surface of the object to be processed 350
  • the position and shape of the diffractive optical element 170 may be adjusted to be formed at a position deeper than the second condensing point P2 ′.
  • the second condensing point P2 ' is located closer to the moving direction of the laser beam than the first condensing point P1' in the processing schedule line S, and the third condensing point P3 'is the processing schedule line S.
  • the position and shape of the diffractive optical element 170 may be adjusted to be located closer to the moving direction of the laser beam than the second condensing point P2 ′.
  • the first, second, and third condensing points P1 ′, P2 ′, and P3 ′ are formed inside the object 350, so that the first, second, and third condensing points P1 ′, P2 are formed.
  • ', P3' may be formed around the modified region, and cracks may be formed from the modified region.
  • the second condensing point P2 ' is formed in the moving direction of the laser beam more than the first condensing point P1' in the processing line S
  • the second condensing point P2 ' is the first condensing point ( It can be formed without being disturbed by the modified region formed by P1 ').
  • the third condensing point P3 ' is formed on the moving direction of the laser beam more than the second condensing point P2' in the processing schedule line S, the third condensing point P3 'is the second condensing point. It can be formed without being disturbed by the modified region formed by (P2 ').
  • 3C is a cross-sectional view taken along line II-II ′ of FIG. 3A.
  • the first, second, and third light collecting points P1 ′, P2 ′, and P3 ′ are formed at different depths inside the object 350, respectively.
  • the first, second, and third light collecting points P1 ', P2', and P3 ' are relatively moved along the machining schedule line S.
  • FIG. Accordingly, the first, second and third light collecting points P1 ', P2', and P3 'move in a predetermined direction (that is, in a direction opposite to the moving direction of the object to be processed). Movement of the first, second, and third light collecting points P1 ', P2', and P3 'may be controlled by driving the scanner 130 of FIG.
  • the movement of the first, second and third light collecting point (P1 ', P2', P3 ') can also be controlled by the movement of the stage (160 of FIG. 1) on which the processing object 350 is seated.
  • crack rows 311, 312, and 313 are to be processed inside the object 350. It is formed along the (S), the cracks may extend from the crack row (311, 312, 313) to the upper and lower surfaces of the object to be processed (350). As such, when the movement of the first, second, and third light collecting points P1 ′, P2 ′, and P3 ′ ends in the inside of the workpiece 350, the interior of the workpiece 350 is illustrated in FIG. 3D. The crack rows 311, 312, and 313 are formed.
  • the laser beam is divided into three using the diffractive optical element 170 and the focusing lens 175, and three condensing points P1 ′ and P2 ′ P3 ′ are formed in the object 350.
  • the laser processing method and the laser processing apparatus for processing the object 350 have been described.
  • the present invention is not limited thereto, and the object may be processed by dividing the laser beam into three or more laser beams through the diffractive optical element, and forming three or more condensing points within the object.
  • the processing object 350 is formed by forming a plurality of light collecting points P1 'and P2' P3 'at different depths in the processing object 350, and the processing is repeated several times in the processing process. Since this is not necessary, the time required can be shortened. Further, the light collecting point formed at a position deeper from the plane where the laser beams L1 ', L2', and L3 'are incident is formed on the moving direction side of the laser beam at the line to be processed S than the light collecting point formed at the shallower position. When the processing object 350 is processed, the light collecting point formed at a deeper position may be formed without being disturbed by the modified region formed from the light collecting point formed at a shallower position.
  • 4A to 4B illustrate a laser processing method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A illustrates that the laser beam emitted from the laser processing apparatus is divided into a plurality of laser beams L1 ′′, L2 ′′, and L3 ′′ so that the first, second, and third condensing points P1 ′′, inside the object 450 are processed.
  • the spherical lens 180 may be used as the optical system 140 of the laser processing apparatus shown in FIG. 1.
  • the laser beam L emitted from the scanner 130 may be divided into first, second and third laser beams L1 ′′, L2 ′′, and L3 ′′ after passing through the spherical lens 180.
  • the spherical lens 180 may have a plurality of curved surfaces 181, 182, and 183, and the plurality of curved surfaces 181, 182, and 183 may have different focal lengths, respectively.
  • the first curved surface 181 may have a larger focal length than the second curved surface 182, and the second curved surface 182 may have a larger focal length than the third curved surface 183.
  • the first converging point P1 ′′ formed by the first laser beam L1 ′′ divided by the first curved surface 181 is divided into the second laser beam L2 ′′ divided by the second curved surface 182.
  • the second converging point P2 ′′ formed by the second laser beam L2 ′′ divided by the second curved surface 182 is the third laser beam L3 ′′ divided by the third curved surface 183.
  • the second light collecting point P3 ′′ may be formed at a position deeper from the upper surface of the object 450 to be formed.
  • the spherical lenses 180 may have different curvatures so that the curved surfaces 181, 182, and 183 have different focal lengths, respectively.
  • the first curved surface 181 may have a curvature greater than the second curved surface 182 and the third curved surface 183
  • the second curved surface 182 may have a larger curvature than the third curved surface 183. Can be.
  • the first, second and third condensing points P1 ′′, P2 ′′, and P3 ′′ are formed inside the object 450, and thus, the first, second and third condensing points P1 ′′, P2. ”, P3”) may be formed with a modified region, and cracks may be formed from the modified region.
  • 4B is a cross-sectional view taken along line III-III ′ of FIG. 4A.
  • the first, second, and third light collecting points P1 ′′, P2 ′′, and P3 ′′ are formed at different depths inside the object 450, respectively.
  • the first, second and third light collecting points P1 ′′, P2 ′′, and P3 ′′ are relatively moved along the machining schedule line S.
  • the first, second and third light collecting points P1 ′′, P2 ′′, P3 ′′ move in a predetermined direction (that is, in a direction opposite to the moving direction of the object to be processed). Movement of the first, second, and third light collecting points P1 ′′, P2 ′′, and P3 ′ may be controlled by driving the scanner 130 of FIG. 1. Meanwhile, the movement of the first, second and third light collecting points P1 ′′, P2 ′′, and P3 ′′ may also be controlled by the movement of the stage (160 of FIG. 1) on which the object 450 is mounted.
  • crack rows 411, 412, 413 are to be processed inside the object 450.
  • Formed along (S) cracks may extend from the crack rows 411, 412, 413 to the upper and lower surfaces of the object 450.
  • the crack rows 411, 412, 413 are completed.
  • the laser beam is divided into three using spherical lenses 180 having a plurality of curved surfaces 181, 182, and 183, and three condensing points P1 ′′ and P2 ′′ P3 inside the object 450.
  • the present invention is not limited thereto, and the object may be processed by dividing the laser beam into three or more laser beams through spherical lenses having three or more curved surfaces, and forming three or more condensing points within the object.
  • a plurality of light collecting points P1 ′′, P2 ′′ P3 ′′ are formed at different depths in the object 450 to process the object 450, and the process is repeated several times in the process. Since this is not necessary, the time required can be shortened.
  • FIG 5 illustrates an object 150 ', 150 "processed according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • crack lines 211, 212, 311, 312, 313, 411, 412, and 413 are arranged along the line S to be processed inside the workpieces 250, 350, and 450 as shown in FIG. 5.

Abstract

A laser processing method and a laser processing device, which use multiple focuses, are disclosed. The disclosed laser processing method processes, using a laser, an object to be processed, which is loaded on a stage, and comprises the steps of: splitting a laser beam into a plurality of laser beams; emitting the plurality of split laser beams at the object to be processed, so as to respectively form focusing points at different depths; and processing the object to be processed by relatively moving, with respect to the stage, the laser beams along a line scheduled to be processed, wherein a focusing point formed at a deeper position from the surface of the object to be processed, on which the laser beams are incident, is formed more toward the moving direction of the laser beams than a focusing point formed at a shallower position in the line scheduled to be processed.

Description

다중 초점을 이용한 레이저 가공방법 및 레이저 가공장치Laser processing method and laser processing device using multiple focus
레이저 가공방법 및 레이저 가공장치에 관한 것으로, 상세하게는 가공대상물 내부에 복수개의 집광점을 형성하여 절단하는 레이저 가공방법 및 레이저 가공장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a laser processing method and a laser processing apparatus, and more particularly, to a laser processing method and a laser processing apparatus for forming and cutting a plurality of condensing points inside a workpiece.
레이저 가공장치는 레이저 발진기로부터 출사된 레이저빔을 광학계를 이용하여 가공대상물에 조사하게 되고, 이러한 레이저빔의 조사에 의해 가공대상물에 대한 마킹, 노광, 식각, 펀칭, 스크라이빙(scribing), 다이싱(dicing) 등과 같은 레이저 가공작업을 수행하게 된다. The laser processing apparatus irradiates a laser beam emitted from a laser oscillator to an object to be processed by using an optical system, and marking, exposure, etching, punching, scribing, and die of the object is processed by the laser beam. Laser processing such as dicing is performed.
최근에는 가공대상물의 표면이 손상되는 것을 방지하기 위하여, 레이저빔을 투과성이 있는 가공대상물의 내부에 집광점을 형성하여 크랙을 생성시킴으로써 가공대상물을 가공하는 방법이 각광을 받고 있다. 예를 들면, 반도체 웨이퍼의 높은 출력의 레이저빔이 포커싱되어 집광점을 형성하게 되면, 그 집광점 부근에서는 개질영역이 형성되고, 이렇게 형성된 개질영역으로부터 크랙이 발생하게 된다. 이어서, 레이저빔을 반도체 웨이퍼의 가공 예정 라인을 따라 이동시키게 되면 가공대상물 내부에는 크랙열이 형성되며, 이후 자연적으로 또는 외력에 의해 크랙이 반도체 웨이퍼의 표면까지 확장됨으로써 가공대상물이 절단될 수 있다. In recent years, in order to prevent the surface of a workpiece from being damaged, a method of processing a workpiece by generating a crack by forming a light collecting point inside a transparent workpiece has been spotlighted. For example, when a laser beam of high output of a semiconductor wafer is focused to form a focusing point, a modified region is formed near the focused point, and cracks are generated from the modified region thus formed. Subsequently, when the laser beam is moved along the processing line of the semiconductor wafer, cracks are formed inside the object, and then the object may be cut by extending the crack to the surface of the semiconductor wafer by natural or external force.
그러나, 종래의 레이저 가공방법 및 레이저 가공장치에서는 집광점이 가로방향으로 나열되어 있으며, 집광점은 동일한 깊이에 형성되어 가공대상물의 절단 등에서 요구되는 가공 횟수가 많아 빠른 속도로 가공하는데 적용이 불가능한 단점이 있다.However, in the conventional laser processing method and laser processing apparatus, the condensing points are arranged in the horizontal direction, and the condensing points are formed at the same depth, so that the number of times required for cutting the object to be processed is high, and thus it is impossible to apply it at high speed. have.
본 발명은 가공대상물 내부에 복수개의 집광점을 형성하여 가공하는 레이저 가공방법 및 레이저 가공장치를 제공한다.The present invention provides a laser processing method and a laser processing apparatus for forming and processing a plurality of condensing points inside a workpiece.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공방법은 스테이지에 적재된 가공대상물을 레이저를 이용하여 가공하는 레이저 가공방법에 있어서, 레이저 빔을 복수개의 레이저 빔으로 분할시키는 단계; 상기 분할된 복수개의 레이저 빔을 상기 가공대상물에 투과시켜 서로 다른 깊이에 각각 집광점을 형성하는 단계; 및 상기 레이저 빔을 상기 스테이지에 대해 가공 예정 라인을 따라 상대적으로 이동하여 상기 가공대상물을 가공하는 단계;를 포함하고, 상기 가공대상물의 상기 레이저 빔이 입사하는 면으로부터 더 깊은 위치에 형성된 집광점은 더 얕은 위치에 형성된 집광점보다 상기 가공 예정 라인에서 상기 레이저 빔의 이동방향 쪽에 형성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a laser processing method comprising: splitting a laser beam into a plurality of laser beams in a laser processing method for processing a processing object loaded on a stage using a laser; Transmitting the plurality of divided laser beams through the object to form condensing spots at different depths; And moving the laser beam relative to the stage along a machining line to process the object to be processed, wherein the focusing point formed at a position deeper from a plane on which the laser beam of the object is incident It is formed in the moving direction of the laser beam at the line to be processed, rather than a light collecting point formed at a shallower position.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 가공대상물 내부에 복수개의 집광점을 가공대상물의 깊이 방향으로 형성하여 절단 등의 가공과정에서 여러 번 반복하는 가공이 필요하지 않으므로, 소요되는 시간을 단축할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since a plurality of condensing points are formed in the depth of the object to be processed in the depth direction of the object to be processed, it is not necessary to repeat the process several times in a process such as cutting, thereby reducing the time required. .
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이저 빔이 입사하는 면으로부터 더 깊은 위치에 형성된 집광점은 더 얕은 위치에 형성된 집광점보다 레이저 빔의 이동방향 쪽에 형성되므로, 가공대상물의 가공 시 레이저 빔이 개질영역에 의해 간섭 받는 것을 방지할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, since the condensing point formed at a position deeper from the plane where the laser beam is incident is formed on the moving direction of the laser beam than the condensing point formed at the shallower position, the laser beam when the object to be processed is processed. Interference can be prevented by this modified region.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 레이저 가공장치를 개략적으로 도시한 것이다.1 schematically shows a laser processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공방법을 도시한 것이다.2a to 2c illustrate a laser processing method according to an embodiment of the present invention.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 가공방법을 도시한 것이다.3A to 3D illustrate a laser processing method according to another embodiment of the present invention.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저 가공방법을 도시한 것이다.4a to 4c illustrate a laser processing method according to another embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 가공된 가공대상물을 도시한 것이다.5 illustrates an object to be processed according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공방법은 스테이지에 적재된 가공대상물을 레이저를 이용하여 가공하는 레이저 가공방법에 있어서, 레이저 빔을 복수개의 레이저 빔으로 분할시키는 단계; 상기 분할된 복수개의 레이저 빔을 상기 가공대상물에 투과시켜 서로 다른 깊이에 각각 집광점을 형성하는 단계; 및 상기 레이저 빔을 상기 스테이지에 대해 가공 예정 라인을 따라 상대적으로 이동하여 상기 가공대상물을 가공하는 단계;를 포함하고, 상기 가공대상물의 상기 레이저 빔이 입사하는 면으로부터 더 깊은 위치에 형성된 집광점은 더 얕은 위치에 형성된 집광점보다 상기 가공 예정 라인에서 상기 레이저 빔의 이동방향 쪽에 형성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a laser processing method comprising: splitting a laser beam into a plurality of laser beams in a laser processing method for processing a processing object loaded on a stage using a laser; Transmitting the plurality of divided laser beams through the object to form condensing spots at different depths; And moving the laser beam relative to the stage along a machining line to process the object to be processed, wherein the focusing point formed at a position deeper from a plane on which the laser beam of the object is incident It is formed in the moving direction of the laser beam at the line to be processed, rather than a light collecting point formed at a shallower position.
상기 레이저 빔을 복수개의 레이저 빔으로 분할시키는 단계는, 상기 레이저 빔을 서로 초점거리가 다른 복수개의 렌즈를 통과시켜 상기 레이저 빔을 분할시킬 수 있다.In the dividing of the laser beam into a plurality of laser beams, the laser beam may be split by passing the laser beam through a plurality of lenses having different focal lengths.
상기 복수개의 렌즈는 상기 레이저 빔의 이동방향에 위치한 렌즈가 상기 레이저 빔의 이동방향의 반대방향에 위치한 렌즈보다 초점거리가 더 큰 것을 특징으로 할 수 있다.The plurality of lenses may have a larger focal length than a lens positioned in a movement direction of the laser beam in a direction opposite to the movement direction of the laser beam.
상기 레이저 빔을 복수개의 레이저 빔으로 분할시키는 단계는, 상기 레이저 빔을 회절광학소자 렌즈에 통과시켜 상기 레이저 빔을 분할시킬 수 있다.In the dividing of the laser beam into a plurality of laser beams, the laser beam may be split by passing the laser beam through a diffractive optical element lens.
상기 레이저 빔을 상기 스테이지에 대해 상기 가공 예정 라인을 따라 상대적으로 이동하여 상기 가공대상물을 가공하는 단계는, 상기 스테이지를 이동하거나 상기 레이저 빔을 스캔하여 상기 가공대상물을 가공할 수 있다.The processing of the object by moving the laser beam relative to the stage along the machining schedule line may include moving the stage or scanning the laser beam to process the object.
상기 가공대상물은 투명 매질일 수 있다.The object to be processed may be a transparent medium.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공방법은 스테이지에 적재된 가공대상물을 레이저를 이용하여 가공하는 레이저 가공방법에 있어서, 레이저 빔을 복수개의 곡면을 갖는 구면렌즈에 통과시켜 초점거리가 서로 다른 복수개의 레이저 빔으로 분할시키는 단계; 상기 분할된 복수개의 레이저 빔을 상기 가공대상물에 투과시켜 서로 다른 깊이에 각각 집광점을 형성하는 단계; 및 상기 레이저 빔을 상기 스테이지에 대해 가공 예정 라인을 따라 상대적으로 이동하여 상기 가공대상물을 가공하는 단계;를 포함한다.In a laser processing method according to an embodiment of the present invention, in a laser processing method for processing a processing object loaded on a stage by using a laser, the laser beam is passed through a spherical lens having a plurality of curved surfaces, and the plurality of focal lengths are different from each other. Dividing into two laser beams; Transmitting the plurality of divided laser beams through the object to form condensing spots at different depths; And processing the object by moving the laser beam relative to the stage along a machining schedule line.
상기 구면렌즈의 상기 복수개의 곡면은 서로 다른 초점거리를 가질 수 있다.The plurality of curved surfaces of the spherical lens may have different focal lengths.
상기 레이저 빔을 상기 스테이지에 대해 상기 가공 예정 라인을 따라 상대적으로 이동하여 상기 가공대상물을 가공하는 단계는, 상기 스테이지를 이동하거나 상기 레이저 빔을 스캔하여 상기 가공대상물을 가공할 수 있다.The processing of the object by moving the laser beam relative to the stage along the machining schedule line may include moving the stage or scanning the laser beam to process the object.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공장치는 스테이지에 적재된 가공대상물을 레이저를 이용하여 가공하는 레이저 가공장치에 있어서, 레이저 빔을 출사하는 레이저 광원; 상기 레이저 빔을 복수개의 레이저 빔으로 분할하여, 상기 가공대상물의 서로 다른 깊이에 각각 집광점을 형성하는 광학계;를 포함하며, 상기 가공대상물의 상기 레이저 빔이 입사하는 면으로부터 더 깊은 위치에 형성된 집광점은 더 얕은 위치에 형성된 집광점보다 가공 예정 라인에서 상기 레이저 빔의 이동방향 쪽에 형성된다.A laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention, the laser processing apparatus for processing the object to be loaded on the stage using a laser, the laser light source for emitting a laser beam; An optical system for dividing the laser beam into a plurality of laser beams to form condensing spots at different depths of the object to be processed, the light system being formed at a position deeper from a plane on which the laser beam of the object is incident; A point is formed on the side of the laser beam in the direction of movement of the line to be processed than a light collecting point formed at a shallower position.
상기 광학계는 서로 초점거리가 다른 복수개의 렌즈를 포함할 수 있다.The optical system may include a plurality of lenses having different focal lengths.
상기 복수개의 렌즈는 상기 레이저 빔의 이동방향에 위치한 렌즈가 상기 레이저 빔의 이동방향의 반대방향에 위치한 렌즈보다 초점거리가 더 큰 것을 특징으로 할 수 있다.The plurality of lenses may have a larger focal length than a lens positioned in a movement direction of the laser beam in a direction opposite to the movement direction of the laser beam.
상기 광학계는 회절광학소자 렌즈를 포함할 수 있다.The optical system may include a diffractive optical element lens.
상기 스테이지는 상기 레이저 빔에 대해 상대적으로 이동하여 상기 가공대상물을 가공할 수 있다.The stage may move relative to the laser beam to process the object.
상기 레이저 빔을 상기 스테이지에 대해 상기 가공 예정 라인을 따라 상대적으로 이동시킬 수 있다. The laser beam may be moved relative to the stage along the line to be processed.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공장치는 스테이지에 적재된 가공대상물을 레이저를 이용하여 가공하는 레이저 가공장치에 있어서, 레이저 빔을 출사하는 레이저 광원; 상기 레이저 빔을 복수개의 레이저 빔으로 분할하여, 상기 가공대상물의 서로 다른 깊이에 각각 집광점을 형성하는 복수개의 곡면을 갖는 구면렌즈;를 포함하며, 상기 구면렌즈는 초점거리가 서로 다른 복수개의 곡면으로 형성될 수 있다.A laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention, the laser processing apparatus for processing the object to be loaded on the stage using a laser, the laser light source for emitting a laser beam; And a spherical lens having a plurality of curved surfaces for dividing the laser beam into a plurality of laser beams to form condensing points at different depths of the object. The spherical lenses include a plurality of curved surfaces having different focal lengths. It can be formed as.
상기 구면렌즈의 상기 복수개의 곡면은 서로 다른 초점거리를 가질 수 있다.The plurality of curved surfaces of the spherical lens may have different focal lengths.
상기 스테이지는 상기 레이저 빔에 대해 상대적으로 이동하여 상기 가공대상물을 가공할 수 있다.The stage may move relative to the laser beam to process the object.
상기 레이저 빔을 상기 스테이지에 대해 상기 가공 예정 라인을 따라 상대적으로 이동시키는 스캐너를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a scanner configured to move the laser beam relative to the stage along the processing line.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is "connected" to another part, this includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another element in between. . In addition, when a part is said to "include" a certain component, which means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 레이저 가공장치를 개략적으로 도시한 것이다.1 schematically shows a laser processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저 가공장치는 레이저 빔(L)을 출사하는 레이저 광원(110), 빔 전달 시스템(120), 스캐너(130), 및 가공대상물(150)이 안착되는 스테이지(160)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the laser processing apparatus according to the present embodiment includes a laser light source 110, a beam delivery system 120, a scanner 130, and a processing object 150 that emit a laser beam L. Stage 160.
레이저 광원(110)은 레이저를 방출하는 수단을 말하는 것으로, 이러한 레이저 광원(110)은 레이저를 발생시키는 물질의 종류에 따라 기체, 액체, 고체 레이저 광원 등으로 다양하게 분류될 수 있다.The laser light source 110 refers to a means for emitting a laser, and the laser light source 110 may be classified into various types of gas, liquid, solid laser light source, etc. according to the type of material generating the laser.
레이저 광원(110)으로부터 방출된 레이저 빔(L)은 빔 전달 시스템(120)으로 입사된다. 빔 전달 시스템(120)은 레이저 광원(110)으로부터 방출된 레이저 빔(L)을 소정의 진행 경로를 따라 전달하기 위한 것으로, 예를 들면 복수의 거울을 포함하거나 또는 광 케이블 등을 포함할 수 있다.The laser beam L emitted from the laser light source 110 is incident to the beam delivery system 120. The beam delivery system 120 transmits the laser beam L emitted from the laser light source 110 along a predetermined path, and may include, for example, a plurality of mirrors or an optical cable. .
빔 전달 시스템(120)을 통과한 레이저 빔(L)은 스캐너(130)로 입사된다. 스캐너(130)는 레이저 빔(L)을 가공대상물(150) 상에 스캔 함으로써, 가공대상물(150)의 가공작업을 수행하는 역할을 한다. 스캐너(130)는 레이저 빔(L)을 가공하고자 하는 영역에 위치시킬 수 있으며, 레이저 빔(L)의 선 운동을 제어할 수 있다.The laser beam L that has passed through the beam delivery system 120 is incident to the scanner 130. The scanner 130 scans the laser beam L on the object to be processed 150, thereby serving to process the object to be processed 150. The scanner 130 may be positioned in the area to be processed the laser beam (L), it can control the linear motion of the laser beam (L).
광학계(140)는 스캐너(130)를 경유한 레이저 빔(L)이 가공대상물(150)의 내부에 집광점을 형성할 수 있도록 레이저 빔(L)의 초점을 조절하는 역할을 한다. 광학계(140)의 구체적인 실시예, 역할 및 작동 원리는 이하 후술하기로 한다The optical system 140 serves to adjust the focus of the laser beam L so that the laser beam L passing through the scanner 130 can form a condensing point inside the object 150. Specific embodiments, roles, and operating principles of the optical system 140 will be described later.
가공대상물(150)은 레이저 빔(L)이 투과할 수 있는 투명 매질로 형성될 수 있다. The object to be processed 150 may be formed of a transparent medium through which the laser beam L may pass.
스테이지(160)에는 가공대상물(150)이 안착되어 고정된다. 광학계(140)를 통과한 레이저 빔(L)이 가공대상물(150)에 조사될 때, 가공대상물(150)이 안착된 스테이지(160)의 이동에 의해 가공대상물(150)이 가공될 수 있다. 즉, 레이저 빔(L)을 가공대상물(150)상에 지속적으로 조사하면서 스테이지(160)를 원하는 형태로 이동시키면 피가공체인 가공대상물(150)을 가공할 수 있다.The processing object 150 is seated and fixed to the stage 160. When the laser beam L passing through the optical system 140 is irradiated onto the object 150, the object 150 may be processed by the movement of the stage 160 on which the object 150 is seated. That is, by continuously irradiating the laser beam (L) on the object to be processed 150, the stage 160 to move to the desired shape can be processed to the object to be processed 150.
또한, 스테이지(160)는 고정시킨 채로 스캐너(130)를 이용하여 레이저 빔(L)을 원하는 형태로 스캐닝 하는 경우에도 원하는 형태로 가공대상물(150)을 가공할 수 있다. 즉, 스캐너(130)에 포함된 미러의 움직임에 의해 레이저 빔(L)의 경로가 변경되어 스테이지(160) 상의 가공대상물(150)과의 상대적인 이동을 통해 가공대상물(150)을 가공할 수 있다.In addition, even when the stage 160 is fixed and the laser beam L is scanned in a desired shape using the scanner 130, the object 150 may be processed into a desired shape. That is, the path of the laser beam L may be changed by the movement of the mirror included in the scanner 130 to process the object 150 by moving relative to the object 150 on the stage 160. .
이하에서는 도 1에 도시된 레이저 가공장치를 이용하여 가공대상물(150)을 절단하는 공정을 도 2a 내지 도 5를 참조하여 설명한다.Hereinafter, a process of cutting the object to be processed 150 using the laser processing apparatus shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 2A to 5.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공방법을 도시한 것이다.2a to 2c illustrate a laser processing method according to an embodiment of the present invention.
도 2a는 레이저 가공장치로부터 출사된 레이저 빔이 복수개의 레이저 빔(L1, L2)으로 분할되어 가공대상물(250) 내부에 제1 및 제2 집광점(P1, P2)을 형성한 상태에서, 제1 및 제2 집광점(P1, P2)이 이동하는 모습을 도시한 것이다.FIG. 2A illustrates a state in which a laser beam emitted from a laser processing apparatus is divided into a plurality of laser beams L1 and L2 to form first and second condensing points P1 and P2 inside the object 250. The first and second condensing points (P1, P2) is shown to move.
도 2a를 참조하면, 먼저 가공대상물(250)을 준비한다. 가공대상물(250)은 레이저 빔(L)이 투과할 수 있는 투명 매질로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 2A, first, an object to be processed 250 is prepared. The object to be processed 250 may be formed of a transparent medium through which the laser beam L may pass.
제1 및 제2 렌즈(10, 20)는 도 1에 도시된 레이저 가공장치의 광학계(140)로 사용될 수 있다. 도 1에서 스캐너(130)로부터 나온 레이저 빔(L)은 제1 및 제2 렌즈(10, 20)를 통과한 후, 제1 및 제2 레이저 빔(L1, L2)으로 분할될 수 있다. 제1 렌즈와 제2 렌즈(10, 20)는 서로 다른 초점거리를 가질 수 있으며, 레이저 빔(L)의 이동방향에 위치한 제2 렌즈(20)의 초점거리는 레이저 빔(L2)의 이동방향의 반대방향에 위치한 제1 렌즈(10)보다 초점거리가 더 큰 값을 가질 수 있다.The first and second lenses 10 and 20 may be used as the optical system 140 of the laser processing apparatus shown in FIG. 1. In FIG. 1, the laser beam L emitted from the scanner 130 may be divided into the first and second laser beams L1 and L2 after passing through the first and second lenses 10 and 20. The first lens and the second lens 10 and 20 may have different focal lengths, and the focal length of the second lens 20 positioned in the moving direction of the laser beam L may correspond to the moving direction of the laser beam L2. The focal length may be greater than that of the first lens 10 positioned in the opposite direction.
제1 렌즈(10)와 제2 렌즈(20)가 서로 다른 초점거리를 갖기 위하여, 제1 렌즈의 곡률과 제2 렌즈(20)의 곡률은 서로 다를 수 있다. 또는, 제1 렌즈(10)와 제2 렌즈(20)가 서로 동일한 곡률을 갖는다 하더라도, 제1 렌즈(10)의 굴절률과 제2 렌즈(20)의 굴절률이 서로 다를 수 있다. 또는, 제1 렌즈(10)와 제2 렌즈(20)는 곡률과 굴절률이 모두 다를 수도 있다.In order that the first lens 10 and the second lens 20 have different focal lengths, the curvature of the first lens and the curvature of the second lens 20 may be different from each other. Alternatively, even though the first lens 10 and the second lens 20 have the same curvature, the refractive index of the first lens 10 and the second lens 20 may be different from each other. Alternatively, both the curvature and the refractive index of the first lens 10 and the second lens 20 may be different.
제1 및 제2 레이저 빔(L1, L2)은 가공대상물(250)을 투과하여 각각 제1 및 제2 집광점(P1, P2)을 형성한다. 제2 렌즈(20)의 초점거리가 제1 렌즈(10)의 초점거리보다 더 큰 값을 가지므로, 제2 집광점(P2)은 제1 집광점(P1)보다 가공대상물(250)의 제1 및 제2 레이저 빔(L1, L2)이 입사하는 면으로부터 더 깊은 위치에 형성될 수 있다. The first and second laser beams L1 and L2 penetrate the object 250 to form first and second light collecting points P1 and P2, respectively. Since the focal length of the second lens 20 has a larger value than the focal length of the first lens 10, the second condensing point P2 is formed by the first object of the workpiece 250 rather than the first condensing point P1. The first and second laser beams L1 and L2 may be formed deeper from the incident surface.
또한, 제1 렌즈(10)보다 더 큰 초점거리를 갖는 제2 렌즈(20)는 가공 예정 라인(S)에서 제1 렌즈(10) 보다 레이저 빔(L1, L2)의 이동방향 쪽에 위치할 수 있다. 이에 따라, 제2 집광점(P2)은 가공 예정 라인(S)에서 제1 집광점(P1) 보다 더 레이저 빔(L1, L2)의 이동방향 쪽에 형성될 수 있다.In addition, the second lens 20 having a larger focal length than the first lens 10 may be located in the moving direction of the laser beams L1 and L2 than the first lens 10 in the processing line S. FIG. have. Accordingly, the second condensing point P2 may be formed closer to the moving direction of the laser beams L1 and L2 than the first condensing point P1 in the processing line S. FIG.
이와 같이, 가공대상물(250)의 내부에 제1 및 제2 집광점(P1, P2)이 형성됨에 따라 제1 및 제2 집광점(P1, P2) 주변에는 개질 영역이 형성될 수 있으며, 이러한 개질 영역으로부터 크랙(crack)이 형성될 수 있다. 여기서, 제2 집광점(P2)은 제1 집광점(P1) 보다 가공 예정 라인(S)에서 레이저 빔(L1, L2)의 이동방향 쪽에 형성되므로, 제2 집광점(P2)은 제1 집광점(P1)에 의해 형성된 개질 영역에 의해 방해 받지 않고 형성될 수 있다.As such, as the first and second condensing points P1 and P2 are formed inside the object 250, a modified region may be formed around the first and second condensing points P1 and P2. Cracks may form from the modified regions. Here, since the second condensing point P2 is formed on the movement direction side of the laser beams L1 and L2 in the processing line S than the first condensing point P1, the second condensing point P2 is the first condensing point. It can be formed without being disturbed by the modified region formed by the point P1.
도 2b는 도 2a의 Ⅰ-Ⅰ‘선을 따라 본 단면도이다.FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 2A.
도 2b를 참조하면, 도 2a에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 집광점(P1, P2)이 각각 가공대상물(250)의 내부에서 서로 다른 깊이에 형성된 상태에서 제1 및 제2 집광점(P1, P2)을 가공 예정 라인(S)을 따라 상대적으로 이동시킨다. 이에 따라, 제1 및 제2 집광점(P1, P2)은 일정 방향(즉, 가공대상물의 이동방향과 반대방향)으로 이동한다. 제1 및 제2 집광점(P1, P2)의 이동은 스캐너(도 1의 130)의 구동에 의해 제어될 수 있다. 한편, 제1 및 제2 집광점(P1, P2)의 이동은 가공대상물(250)이 안착된 스테이지(도 1의 160)의 이동에 의해서도 제어될 수 있다.Referring to FIG. 2B, as shown in FIG. 2A, the first and second light collecting points P1 and P2 are formed at different depths inside the object 250, respectively. P1 and P2 are moved relatively along the machining schedule line S. FIG. Accordingly, the first and second light collecting points P1 and P2 move in a predetermined direction (that is, in a direction opposite to the moving direction of the object to be processed). Movement of the first and second light collecting points P1 and P2 may be controlled by driving the scanner 130 of FIG. 1. Meanwhile, the movement of the first and second light collecting points P1 and P2 may also be controlled by the movement of the stage (160 of FIG. 1) on which the object 250 is mounted.
이 과정에서, 제1 및 제2 집광점(P1, P2)의 이동에 따라, 가공대상물(250)의 내부에는 크랙열(211, 212)이 가공 예정 라인(S)을 따라 형성되고, 이러한 크랙열(211, 212)에서 가공대상물(250)의 상면 및 하면 까지 크랙들이 확장될 수 있다. 이와 같이, 제1 및 제2 집광점(P1, P2)의 가공대상물(250) 내부에서의 이동이 끝나게 되면 도 2c에 도시된 바와 같이 가공대상물(250)의 내부에는 크랙열(211, 212) 형성이 완료된다.In this process, as the first and second converging points P1 and P2 are moved, crack rows 211 and 212 are formed along the processing schedule line S in the inside of the object 250 and such cracks are formed. Cracks may extend from the rows 211 and 212 to the top and bottom surfaces of the workpiece 250. As such, when the movement of the first and second light collecting points P1 and P2 within the object 250 ends, crack rows 211 and 212 may be formed inside the object 250 as illustrated in FIG. 2C. Formation is complete.
위 실시예에서는 초점거리가 서로 다른 두 개의 렌즈(10, 20)와 형성 깊이가 서로 다른 두 개의 집광점(P1, P2)으로 레이저 가공방법 및 레이저 가공장치를 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 두 개 이상의 렌즈 및 두 개 이상의 집광점을 형성하여 가공대상물을 가공할 수도 있다.In the above embodiment, the laser processing method and the laser processing apparatus have been described with two lenses 10 and 20 having different focal lengths and two condensing points P1 and P2 having different forming depths, but are not limited thereto. The object may be processed by forming at least two lenses and at least two light collecting points.
위 실시예에 따르면, 가공대상물(250) 내부에 복수개의 집광점(P1, P2)을 서로 다른 깊이에 형성하여 가공대상물(250)을 가공하는 바, 가공과정에서 여러 번 반복하는 가공이 필요하지 않으므로 소요시간이 단축될 수 있다. 또한, 레이저 빔(L1, L2)이 입사하는 면으로부터 더 깊은 위치에 형성된 집광점(P2)은 더 얕은 위치에 형성된 집광점(P1)보다 가공 예정 라인(S)에서 레이저 빔(L1, L2)의 이동방향 쪽에 형성되므로, 가공대상물(250)의 가공 시 제2 집광점(P2)은 제1 집광점(P1)으로부터 형성된 개질 영역에 의해 방해 받지 않고 형성될 수 있다.According to the above embodiment, the plurality of condensing points (P1, P2) are formed at different depths inside the object to be processed to process the object 250, the process is not necessary to repeat the process several times Therefore, the time required can be shortened. Further, the light collecting point P2 formed at a position deeper from the plane where the laser beams L1 and L2 are incident is at the line S to be processed than the light collecting point P1 formed at a shallower position. Since it is formed on the side of the moving direction, the second condensing point P2 may be formed without being disturbed by the modified region formed from the first condensing point P1 when the object 250 is processed.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 가공방법을 도시한 것이다.3A to 3D illustrate a laser processing method according to another embodiment of the present invention.
도 3a는 레이저 가공장치로부터 출사된 레이저 빔이 복수개의 레이저 빔(L1’, L2’, L3’)으로 분할되어 가공대상물(350) 내부에 제1, 제2 및 제3 집광점(P1’, P2’, P3’)을 형성한 상태에서, 제1, 제2 및 제3 집광점(P1’, P2’, P3’)이 이동하는 모습을 도시한 것이다.3A illustrates that the laser beam emitted from the laser processing apparatus is divided into a plurality of laser beams L1 ′, L2 ′, and L3 ′ so that the first, second and third condensing points P1 ′, The first, second and third light collecting points P1 ', P2', and P3 'are moved in a state where P2' and P3 'are formed.
도 3a를 참조하면, 회절 광학 소자(170) 및 집속렌즈(175)는 도 1에 도시된 레이저 가공장치의 광학계(140)로 사용될 수 있다. 도 1에서 스캐너(130)로부터 나온 레이저 빔(L)은 회절 광학 소자(170)를 통과한 후, 제1, 제2 및 제3 레이저 빔(L1’, L2’, L3’)으로 분할될 수 있다.Referring to FIG. 3A, the diffractive optical element 170 and the focusing lens 175 may be used as the optical system 140 of the laser processing apparatus shown in FIG. 1. In FIG. 1, the laser beam L emitted from the scanner 130 may be divided into first, second and third laser beams L1 ′, L2 ′, L3 ′ after passing through the diffractive optical element 170. have.
회절 광학 소자(170)의 구조를 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다. 일반적으로 사용되는 볼록 렌즈와 같은 굴절 광학 소자와는 달리 회절 광학 소자는 표면에 형성된 다수의 회절 격자를 통해 렌즈의 기능을 수행하는 것이다. 도 3b는 이러한 회절 광학 소자(170)의 구조를 설명한다. 회절 광학 소자(170)는 도 3b에 도시된 바와 같이, 일반적인 볼록 렌즈의 표면(172)을 일정한 높이로 분할하여, 분할된 각 구간의 렌즈 표면 형상을 그대로 기판(171) 위에 옮겨 놓은 형태이다. 일반적으로 볼록 렌즈에서 빛이 꺾이는 부분은 바로 렌즈의 표면이므로, 초점이 형성되는 쪽을 절단하여 도 3b와 같이 형성하더라도 일반적인 렌즈의 기능을 그대로 수행할 수 있다.Looking at the structure of the diffractive optical element 170 in more detail as follows. Unlike refractive optical elements, such as commonly used convex lenses, diffractive optical elements perform the function of the lens through a plurality of diffraction gratings formed on the surface. 3B illustrates the structure of this diffractive optical element 170. As shown in FIG. 3B, the diffractive optical element 170 is formed by dividing the surface 172 of a general convex lens to a constant height and transferring the lens surface shape of each divided section onto the substrate 171 as it is. In general, since the portion of the light bent in the convex lens is the surface of the lens, it is possible to perform the function of the general lens as it is, as shown in FIG.
다시 도 3a를 참조하면, 회절 광학 소자(170)를 통과한 제1, 제2 및 제3 레이저 빔(L1’, L2’, L3’)은 집속렌즈(175)를 통과한 후, 가공대상물(350) 내부에 각각 제1, 제2 및 제3 집광점(P1’, P2’, P3’)을 형성한다. 제1, 제2 및 제3 집광점(P1’, P2’, P3’)은 가공대상물(350)에서 서로 다른 깊이에 형성될 수 있다. 제2 집광점(P2’)은 가공대상물(350)의 상면으로부터 제1 집광점(P1’) 보다 더 깊은 위치에 형성되고, 제3 집광점(P3’)은 가공대상물(350)의 상면으로부터 제2 집광점(P2’) 보다 더 깊은 위치에 형성되도록 회절 광학 소자(170)의 위치 및 형태가 조절될 수 있다.Referring again to FIG. 3A, the first, second and third laser beams L1 ′, L2 ′, L3 ′ passing through the diffractive optical element 170 pass through the focusing lens 175, and then the workpiece ( 350, first, second, and third light collecting points P1 ′, P2 ′, and P3 ′ are respectively formed therein. The first, second, and third light collecting points P1 ', P2', and P3 'may be formed at different depths on the object 350. The second condensing point P2 'is formed at a position deeper than the first condensing point P1' from the upper surface of the object to be processed 350, and the third condensing point P3 'is formed from the upper surface of the object to be processed 350 The position and shape of the diffractive optical element 170 may be adjusted to be formed at a position deeper than the second condensing point P2 ′.
또한, 제2 집광점(P2’)은 가공 예정 라인(S)에서 제1 집광점(P1’) 보다 더 레이저 빔의 이동방향 쪽에 위치하고, 제3 집광점(P3’)은 가공 예정 라인(S)에서 제2 집광점(P2’) 보다 더 레이저 빔의 이동방향 쪽에 위치하도록 회절 광학 소자(170)의 위치 및 형태가 조절될 수 있다.Further, the second condensing point P2 'is located closer to the moving direction of the laser beam than the first condensing point P1' in the processing schedule line S, and the third condensing point P3 'is the processing schedule line S. ), The position and shape of the diffractive optical element 170 may be adjusted to be located closer to the moving direction of the laser beam than the second condensing point P2 ′.
이와 같이, 가공대상물(350)의 내부에 제1, 제2 및 제3 집광점(P1’, P2’, P3’)이 형성됨에 따라 제1, 제2 및 제3 집광점(P1’, P2’, P3’) 주변에는 개질 영역이 형성될 수 있으며, 이러한 개질 영역으로부터 크랙(crack)이 형성될 수 있다. 여기서 제2 집광점(P2’)은 가공 예정 라인(S)에서 제1 집광점(P1’) 보다 더 레이저 빔의 이동방향 쪽에 형성되므로, 제2 집광점(P2’)은 제1 집광점(P1’)에 의해 형성된 개질 영역에 의해 방해 받지 않고 형성될 수 있다. 또한, 제3 집광점(P3’)은 가공 예정 라인(S)에서 제2 집광점(P2’) 보다 더 레이저 빔의 이동방향 쪽에 형성되므로, 제3 집광점(P3’)은 제2 집광점(P2’)에 의해 형성된 개질 영역에 의해 방해 받지 않고 형성될 수 있다.As such, the first, second, and third condensing points P1 ′, P2 ′, and P3 ′ are formed inside the object 350, so that the first, second, and third condensing points P1 ′, P2 are formed. ', P3') may be formed around the modified region, and cracks may be formed from the modified region. Here, since the second condensing point P2 'is formed in the moving direction of the laser beam more than the first condensing point P1' in the processing line S, the second condensing point P2 'is the first condensing point ( It can be formed without being disturbed by the modified region formed by P1 '). In addition, since the third condensing point P3 'is formed on the moving direction of the laser beam more than the second condensing point P2' in the processing schedule line S, the third condensing point P3 'is the second condensing point. It can be formed without being disturbed by the modified region formed by (P2 ').
도 3c는 도 3a의 Ⅱ-Ⅱ‘선을 따라 본 단면도이다.3C is a cross-sectional view taken along line II-II ′ of FIG. 3A.
도 3c를 참조하면, 도 3a에 도시된 바와 같이 제1, 제2 및 제3 집광점(P1’, P2’, P3’)이 각각 가공대상물(350)의 내부에서 서로 다른 깊이에 형성된 상태에서 제1, 제2 및 제3 집광점(P1’, P2’, P3’)을 가공 예정 라인(S)을 따라 상대적으로 이동시킨다. 이에 따라, 제1, 제2 및 제3 집광점(P1’, P2’, P3’)은 일정 방향(즉, 가공대상물의 이동방향과 반대방향)으로 이동한다. 제1, 제2 및 제3 집광점(P1’, P2’, P3’)의 이동은 스캐너(도 1의 130)의 구동에 의해 제어될 수 있다. 한편, 제1, 제2 및 제3 집광점(P1’, P2’, P3’)의 이동은 가공대상물(350)이 안착된 스테이지(도 1의 160)의 이동에 의해서도 제어될 수 있다.Referring to FIG. 3C, as shown in FIG. 3A, the first, second, and third light collecting points P1 ′, P2 ′, and P3 ′ are formed at different depths inside the object 350, respectively. The first, second, and third light collecting points P1 ', P2', and P3 'are relatively moved along the machining schedule line S. FIG. Accordingly, the first, second and third light collecting points P1 ', P2', and P3 'move in a predetermined direction (that is, in a direction opposite to the moving direction of the object to be processed). Movement of the first, second, and third light collecting points P1 ', P2', and P3 'may be controlled by driving the scanner 130 of FIG. On the other hand, the movement of the first, second and third light collecting point (P1 ', P2', P3 ') can also be controlled by the movement of the stage (160 of FIG. 1) on which the processing object 350 is seated.
이 과정에서, 제1, 제2 및 제3 집광점(P1’, P2’, P3’)의 이동에 따라, 가공대상물(350)의 내부에는 크랙열(311, 312, 313)이 가공 예정 라인(S)을 따라 형성되고, 이러한 크랙열(311, 312, 313)에서 가공대상물(350)의 상면 및 하면 까지 크랙들이 확장될 수 있다. 이와 같이, 제1, 제2 및 제3 집광점(P1’, P2’, P3’)의 가공대상물(350) 내부에서의 이동이 끝나게 되면 도 3d에 도시된 바와 같이 가공대상물(350)의 내부에는 크랙열(311, 312, 313) 형성이 완료된다.In this process, as the first, second and third light collecting points P1 ′, P2 ′, and P3 ′ move, crack rows 311, 312, and 313 are to be processed inside the object 350. It is formed along the (S), the cracks may extend from the crack row (311, 312, 313) to the upper and lower surfaces of the object to be processed (350). As such, when the movement of the first, second, and third light collecting points P1 ′, P2 ′, and P3 ′ ends in the inside of the workpiece 350, the interior of the workpiece 350 is illustrated in FIG. 3D. The crack rows 311, 312, and 313 are formed.
위 실시예에서는 회절 광학 소자(170) 및 집속렌즈(175)를 이용하여 레이저 빔을 세 개로 분할하고, 가공대상물(350) 내부에 세 개의 집광점(P1’, P2’ P3’)을 형성하여 가공대상물(350)을 가공하는 레이저 가공방법 및 레이저 가공장치를 설명하였다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 회절 광학 소자를 통해 레이저 빔을 세 개 이상의 레이저 빔으로 분할하고, 가공대상물 내부에 세 개 이상의 집광점을 형성하여 가공대상물을 가공할 수도 있다.In the above embodiment, the laser beam is divided into three using the diffractive optical element 170 and the focusing lens 175, and three condensing points P1 ′ and P2 ′ P3 ′ are formed in the object 350. The laser processing method and the laser processing apparatus for processing the object 350 have been described. However, the present invention is not limited thereto, and the object may be processed by dividing the laser beam into three or more laser beams through the diffractive optical element, and forming three or more condensing points within the object.
위 실시예에 따르면 가공대상물(350) 내부에 복수개의 집광점(P1’, P2’ P3’)을 서로 다른 깊이에 형성하여 가공대상물(350)을 가공하는 바, 가공과정에서 여러 번 반복하는 가공이 필요하지 않으므로 소요시간이 단축될 수 있다. 또한, 레이저 빔(L1’, L2’, L3’)이 입사하는 면으로부터 더 깊은 위치에 형성된 집광점은 더 얕은 위치에 형성된 집광점 보다 가공 예정 라인(S)에서 레이저 빔의 이동방향 쪽에 형성되므로, 가공대상물(350)의 가공 시 더 깊은 위치에 형성된 집광점은 더 얕은 위치에 형성된 집광점으로부터 형성된 개질 영역에 의해 방해 받지 않고 형성될 수 있다.According to the above embodiment, the processing object 350 is formed by forming a plurality of light collecting points P1 'and P2' P3 'at different depths in the processing object 350, and the processing is repeated several times in the processing process. Since this is not necessary, the time required can be shortened. Further, the light collecting point formed at a position deeper from the plane where the laser beams L1 ', L2', and L3 'are incident is formed on the moving direction side of the laser beam at the line to be processed S than the light collecting point formed at the shallower position. When the processing object 350 is processed, the light collecting point formed at a deeper position may be formed without being disturbed by the modified region formed from the light collecting point formed at a shallower position.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저 가공방법을 도시한 것이다.4A to 4B illustrate a laser processing method according to another embodiment of the present invention.
도 4a는 레이저 가공장치로부터 출사된 레이저 빔이 복수개의 레이저 빔(L1”, L2”, L3”)으로 분할되어 가공대상물(450) 내부에 제1, 제2, 제3 집광점(P1”, P2”, P3”)을 형성한 상태에서, 제1, 제2, 제3 집광점(P1”, P2”, P3”)이 이동하는 모습을 도시한 것이다.4A illustrates that the laser beam emitted from the laser processing apparatus is divided into a plurality of laser beams L1 ″, L2 ″, and L3 ″ so that the first, second, and third condensing points P1 ″, inside the object 450 are processed. The first, second, and third condensing points P1 ', P2', and P3 'are moved in a state where P2' and P3 'are formed.
도 4a를 참조하면, 구면렌즈(180)는 도 1에 도시된 레이저 가공장치의 광학계(140)로 사용될 수 있다. 도 1에서 스캐너(130) 나온 레이저 빔(L)은 구면렌즈(180)를 통과한 후, 제1, 제2 및 제3 레이저 빔(L1”, L2”, L3”)으로 분할될 수 있다.Referring to FIG. 4A, the spherical lens 180 may be used as the optical system 140 of the laser processing apparatus shown in FIG. 1. In FIG. 1, the laser beam L emitted from the scanner 130 may be divided into first, second and third laser beams L1 ″, L2 ″, and L3 ″ after passing through the spherical lens 180.
구면렌즈(180)는 복수개의 곡면(181, 182, 183)을 가질 수 있으며, 복수개의 곡면(181, 182, 183)은 각각 서로 다른 초점거리를 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 곡면(181)은 제2 곡면(182) 보다 초점거리가 더 클 수 있으며, 제2 곡면(182)은 제3 곡면(183) 보다 초점거리가 더 클 수 있다. 이에 따라, 제1 곡면(181)에 의해 분할된 제1 레이저 빔(L1”)이 형성하는 제1 집광점(P1”)은 제2 곡면(182)에 의해 분할된 제2 레이저 빔(L2”)이 형성하는 제2 집광점(P2”) 보다 가공대상물(450)의 상면으로부터 더 깊은 위치에 형성될 수 있다. 또한, 제2 곡면(182)에 의해 분할된 제2 레이저 빔(L2”)이 형성하는 제2 집광점(P2”)은 제3 곡면(183)에 의해 분할된 제3 레이저 빔(L3”)이 형성하는 제2 집광점(P3”) 보다 가공대상물(450)의 상면으로부터 더 깊은 위치에 형성될 수 있다.The spherical lens 180 may have a plurality of curved surfaces 181, 182, and 183, and the plurality of curved surfaces 181, 182, and 183 may have different focal lengths, respectively. For example, the first curved surface 181 may have a larger focal length than the second curved surface 182, and the second curved surface 182 may have a larger focal length than the third curved surface 183. Accordingly, the first converging point P1 ″ formed by the first laser beam L1 ″ divided by the first curved surface 181 is divided into the second laser beam L2 ″ divided by the second curved surface 182. ) May be formed at a position deeper from an upper surface of the object 450 than the second condensing point P2 ″ formed. In addition, the second converging point P2 ″ formed by the second laser beam L2 ″ divided by the second curved surface 182 is the third laser beam L3 ″ divided by the third curved surface 183. The second light collecting point P3 ″ may be formed at a position deeper from the upper surface of the object 450 to be formed.
구면렌즈(180)는 복수개의 곡면(181, 182, 183) 각각 서로 다른 초점거리를 갖기 위하여, 복수개의 곡면(181, 182, 183)은 서로 다른 곡률을 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 곡면(181)은 제2 곡면(182) 및 제3 곡면(183) 보다 큰 곡률을 가질 수 있고, 제2 곡면(182)은 제3 곡면(183) 보다 큰 곡률을 가질 수 있다.The spherical lenses 180 may have different curvatures so that the curved surfaces 181, 182, and 183 have different focal lengths, respectively. For example, the first curved surface 181 may have a curvature greater than the second curved surface 182 and the third curved surface 183, and the second curved surface 182 may have a larger curvature than the third curved surface 183. Can be.
이와 같이, 가공대상물(450)의 내부에 제1, 제2 및 제3 집광점(P1”, P2”, P3”)이 형성됨에 따라 제1, 제2 및 제3 집광점(P1”, P2”, P3”) 주변에는 개질 영역이 형성될 수 있으며, 이러한 개질 영역으로부터 크랙(crack)이 형성될 수 있다.As such, the first, second and third condensing points P1 ″, P2 ″, and P3 ″ are formed inside the object 450, and thus, the first, second and third condensing points P1 ″, P2. ”, P3”) may be formed with a modified region, and cracks may be formed from the modified region.
도 4b는 도 4a의 Ⅲ-Ⅲ‘선을 따라 본 단면도이다.4B is a cross-sectional view taken along line III-III ′ of FIG. 4A.
도 4b를 참조하면, 도 4a에 도시된 바와 같이 제1, 제2 및 제3 집광점(P1”, P2”, P3”)이 각각 가공대상물(450)의 내부에서 서로 다른 깊이에 형성된 상태에서 제1, 제2 및 제3 집광점(P1”, P2”, P3”)을 가공 예정 라인(S)을 따라 상대적으로 이동시킨다. 이에 따라, 제1, 제2 및 제3 집광점(P1”, P2”, P3”) 은 일정 방향(즉, 가공대상물의 이동방향과 반대방향)으로 이동한다. 제1, 제2 및 제3 집광점(P1”, P2”, P3’)의 이동은 스캐너(도 1의 130)의 구동에 의해 제어될 수 있다. 한편, 제1, 제2 및 제3 집광점(P1”, P2”, P3”)의 이동은 가공대상물(450)이 안착된 스테이지(도 1의 160)의 이동에 의해서도 제어될 수 있다.Referring to FIG. 4B, as shown in FIG. 4A, the first, second, and third light collecting points P1 ″, P2 ″, and P3 ″ are formed at different depths inside the object 450, respectively. The first, second and third light collecting points P1 ″, P2 ″, and P3 ″ are relatively moved along the machining schedule line S. FIG. Accordingly, the first, second and third light collecting points P1 ″, P2 ″, P3 ″ move in a predetermined direction (that is, in a direction opposite to the moving direction of the object to be processed). Movement of the first, second, and third light collecting points P1 ″, P2 ″, and P3 ′ may be controlled by driving the scanner 130 of FIG. 1. Meanwhile, the movement of the first, second and third light collecting points P1 ″, P2 ″, and P3 ″ may also be controlled by the movement of the stage (160 of FIG. 1) on which the object 450 is mounted.
이 과정에서, 제1, 제2 및 제3 집광점(P1”, P2”, P3”)의 이동에 따라, 가공대상물(450)의 내부에는 크랙열(411, 412, 413)이 가공 예정 라인(S)을 따라 형성되고, 이러한 크랙열(411, 412, 413)에서 가공대상물(450)의 상면 및 하면 까지 크랙들이 확장될 수 있다. 이와 같이, 제1, 제2 및 제3 집광점(P1”, P2”, P3”)의 가공대상물(350) 내부에서의 이동이 끝나게 되면 도 4c에 도시된 바와 같이 가공대상물(450)의 내부에는 크랙열(411, 412, 413) 형성이 완료된다.In this process, as the first, second and third light collecting points P1 ″, P2 ″, and P3 ″ move, crack rows 411, 412, 413 are to be processed inside the object 450. Formed along (S), cracks may extend from the crack rows 411, 412, 413 to the upper and lower surfaces of the object 450. As such, when the movement of the first, second, and third light collecting points P1 ″, P2 ″, and P3 ″ ends in the inside of the object 350, the interior of the object 450 as illustrated in FIG. 4C. The crack rows 411, 412, 413 are completed.
위 실시예에서는 복수개의 곡면(181, 182, 183)을 갖는 구면렌즈(180)를 이용하여 레이저 빔을 세 개로 분할하고, 가공대상물(450) 내부에 세 개의 집광점(P1”, P2” P3”)을 형성하여 가공대상물(450)을 가공하는 레이저 가공방법 및 레이저 가공장치를 설명하였다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 세 개 이상의 곡면을 갖는 구면렌즈를 통해 레이저 빔을 세 개 이상의 레이저 빔으로 분할하고, 가공대상물 내부에 세 개 이상의 집광점을 형성하여 가공대상물을 가공할 수도 있다.In the above embodiment, the laser beam is divided into three using spherical lenses 180 having a plurality of curved surfaces 181, 182, and 183, and three condensing points P1 ″ and P2 ″ P3 inside the object 450. '') To describe the laser processing method and laser processing apparatus for processing the object to be processed 450. However, the present invention is not limited thereto, and the object may be processed by dividing the laser beam into three or more laser beams through spherical lenses having three or more curved surfaces, and forming three or more condensing points within the object.
위 실시예에 따르면 가공대상물(450) 내부에 복수개의 집광점(P1”, P2” P3”)을 서로 다른 깊이에 형성하여 가공대상물(450)을 가공하는 바, 가공과정에서 여러 번 반복하는 가공이 필요하지 않으므로 소요시간이 단축될 수 있다.According to the above embodiment, a plurality of light collecting points P1 ″, P2 ″ P3 ″ are formed at different depths in the object 450 to process the object 450, and the process is repeated several times in the process. Since this is not necessary, the time required can be shortened.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 가공된 가공대상물(150’, 150”)을 도시한 것이다.5 illustrates an object 150 ', 150 "processed according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 도 5에 도시된 바와 같이 가공대상물(250, 350, 450) 내부에 가공 예정 라인(S)을 따라 크랙열(211, 212, 311, 312, 313, 411, 412, 413)이 형성된 상태에서 자연적으로 또는 외부에서 가공대상물(250, 350, 450)에 충격을 가해게 되면 브레이킹(breaking)에 의해 가공대상물(250, 350, 450)을 복수개의 가공대상물(150’, 150”)로 절단할 수 있다. Referring to FIG. 5, crack lines 211, 212, 311, 312, 313, 411, 412, and 413 are arranged along the line S to be processed inside the workpieces 250, 350, and 450 as shown in FIG. 5. ) Is applied to the workpiece (250, 350, 450) naturally or externally to form a plurality of workpieces (150 ', 150) by breaking (breaking) ”).
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

Claims (19)

  1. 스테이지에 적재된 가공대상물을 레이저를 이용하여 가공하는 레이저 가공방법에 있어서,In the laser processing method for processing the object to be loaded on the stage using a laser,
    레이저 빔을 복수개의 레이저 빔으로 분할시키는 단계;Dividing a laser beam into a plurality of laser beams;
    상기 분할된 복수개의 레이저 빔을 상기 가공대상물에 투과시켜 서로 다른 깊이에 각각 집광점을 형성하는 단계; 및Transmitting the plurality of divided laser beams through the object to form condensing spots at different depths; And
    상기 레이저 빔을 상기 스테이지에 대해 가공 예정 라인을 따라 상대적으로 이동하여 상기 가공대상물을 가공하는 단계;를 포함하고,And moving the laser beam relative to the stage along a line to be processed to process the workpiece.
    상기 가공대상물의 상기 레이저 빔이 입사하는 면으로부터 더 깊은 위치에 형성된 집광점은 더 얕은 위치에 형성된 집광점보다 상기 가공 예정 라인에서 상기 레이저 빔의 이동방향 쪽에 형성되는 레이저 가공방법.And a condensing point formed at a position deeper from a plane on which the laser beam of the object is incident is formed on the moving direction of the laser beam at the line to be processed than a condensing point formed at a shallower position.
  2. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 레이저 빔을 복수개의 레이저 빔으로 분할시키는 단계는, 상기 레이저 빔을 서로 초점거리가 다른 복수개의 렌즈를 통과시켜 상기 레이저 빔을 분할시키는 레이저 가공방법.The dividing of the laser beam into a plurality of laser beams may include splitting the laser beam by passing the laser beam through a plurality of lenses having different focal lengths.
  3. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 복수개의 렌즈는 상기 레이저 빔의 이동방향에 위치한 렌즈가 상기 레이저 빔의 이동방향의 반대방향에 위치한 렌즈보다 초점거리가 더 큰 것을 특징으로 하는 레이저 가공방법.And wherein the plurality of lenses have a focal length greater than that of a lens positioned in a movement direction of the laser beam in a direction opposite to a movement direction of the laser beam.
  4. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 레이저 빔을 복수개의 레이저 빔으로 분할시키는 단계는, 상기 레이저 빔을 회절광학소자 렌즈에 통과시켜 상기 레이저 빔을 분할시키는 레이저 가공방법.The dividing of the laser beam into a plurality of laser beams may include splitting the laser beam by passing the laser beam through a diffractive optical element lens.
  5. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 레이저 빔을 상기 스테이지에 대해 상기 가공 예정 라인을 따라 상대적으로 이동하여 상기 가공대상물을 가공하는 단계는, 상기 스테이지를 이동하거나 상기 레이저 빔을 스캔하여 상기 가공대상물을 가공하는 레이저 가공방법.And processing the object by moving the laser beam relative to the stage along the machining line, processing the object by moving the stage or scanning the laser beam.
  6. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 가공대상물은 투명 매질인 레이저 가공방법.The processing object is a laser processing method is a transparent medium.
  7. 스테이지에 적재된 가공대상물을 레이저를 이용하여 가공하는 레이저 가공방법에 있어서,In the laser processing method for processing the object to be loaded on the stage using a laser,
    레이저 빔을 복수개의 곡면을 갖는 구면렌즈에 통과시켜 초점거리가 서로 다른 복수개의 레이저 빔으로 분할시키는 단계;Passing the laser beam through a spherical lens having a plurality of curved surfaces and dividing the laser beam into a plurality of laser beams having different focal lengths;
    상기 분할된 복수개의 레이저 빔을 상기 가공대상물에 투과시켜 서로 다른 깊이에 각각 집광점을 형성하는 단계; 및Transmitting the plurality of divided laser beams through the object to form condensing spots at different depths; And
    상기 레이저 빔을 상기 스테이지에 대해 가공 예정 라인을 따라 상대적으로 이동하여 상기 가공대상물을 가공하는 단계;를 포함하는 레이저 가공방법.And moving the laser beam relative to the stage along a line to be processed to process the object to be processed.
  8. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein
    상기 구면렌즈의 상기 복수개의 곡면은 서로 다른 초점거리를 갖는 레이저 가공방법.And the curved surfaces of the spherical lens have different focal lengths.
  9. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein
    상기 레이저 빔을 상기 스테이지에 대해 상기 가공 예정 라인을 따라 상대적으로 이동하여 상기 가공대상물을 가공하는 단계는, 상기 스테이지를 이동하거나 상기 레이저 빔을 스캔하여 상기 가공대상물을 가공하는 레이저 가공방법.And processing the object by moving the laser beam relative to the stage along the machining line, processing the object by moving the stage or scanning the laser beam.
  10. 스테이지에 적재된 가공대상물을 레이저를 이용하여 가공하는 레이저 가공장치에 있어서,In the laser processing apparatus for processing the object to be loaded on the stage using a laser,
    레이저 빔을 출사하는 레이저 광원;A laser light source for emitting a laser beam;
    상기 레이저 빔을 복수개의 레이저 빔으로 분할하여, 상기 가공대상물의 서로 다른 깊이에 각각 집광점을 형성하는 광학계;를 포함하며,And an optical system for dividing the laser beam into a plurality of laser beams to form condensing spots at different depths of the object.
    상기 가공대상물의 상기 레이저 빔이 입사하는 면으로부터 더 깊은 위치에 형성된 집광점은 더 얕은 위치에 형성된 집광점보다 가공 예정 라인에서 상기 레이저 빔의 이동방향 쪽에 형성되는 레이저 가공장치.And a condensing point formed at a position deeper from the plane on which the laser beam of the object is incident is formed on the moving direction of the laser beam at a line to be processed than a condensing point formed at a shallower position.
  11. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10,
    상기 광학계는 서로 초점거리가 다른 복수개의 렌즈를 포함하는 레이저 가공장치.The optical system includes a plurality of lenses having a different focal length from each other.
  12. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 복수개의 렌즈는 상기 레이저 빔의 이동방향에 위치한 렌즈가 상기 레이저 빔의 이동방향의 반대방향에 위치한 렌즈보다 초점거리가 더 큰 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.And wherein the plurality of lenses have a focal length greater than that of a lens positioned in a movement direction of the laser beam in a direction opposite to the movement direction of the laser beam.
  13. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10,
    상기 광학계는 회절광학소자 렌즈를 포함하는 레이저 가공장치.The optical system is a laser processing apparatus comprising a diffraction optical element lens.
  14. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10,
    상기 스테이지는 상기 레이저 빔에 대해 상대적으로 이동하여 상기 가공대상물을 가공하는 레이저 가공장치.And the stage moves relative to the laser beam to process the workpiece.
  15. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10,
    상기 레이저 빔을 상기 스테이지에 대해 상기 가공 예정 라인을 따라 상대적으로 이동시키는 스캐너를 더 포함하는 레이저 가공장치. And a scanner for moving the laser beam relative to the stage along the machining line.
  16. 스테이지에 적재된 가공대상물을 레이저를 이용하여 가공하는 레이저 가공장치에 있어서,In the laser processing apparatus for processing the object to be loaded on the stage using a laser,
    레이저 빔을 출사하는 레이저 광원;A laser light source for emitting a laser beam;
    상기 레이저 빔을 복수개의 레이저 빔으로 분할하여, 상기 가공대상물의 서로 다른 깊이에 각각 집광점을 형성하는 복수개의 곡면을 갖는 구면렌즈;를 포함하며,And dividing the laser beam into a plurality of laser beams, the spherical lens having a plurality of curved surfaces to form condensing points at different depths of the workpiece.
    상기 구면렌즈는 초점거리가 서로 다른 복수개의 곡면으로 형성되는 레이저 가공장치.The spherical lens is a laser processing device is formed of a plurality of curved surfaces having different focal lengths.
  17. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16,
    상기 구면렌즈의 상기 복수개의 곡면은 서로 다른 초점거리를 갖는 레이저 가공장치.The plurality of curved surfaces of the spherical lens has a different focal length.
  18. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16,
    상기 스테이지는 상기 레이저 빔에 대해 상대적으로 이동하여 상기 가공대상물을 가공하는 레이저 가공장치.And the stage moves relative to the laser beam to process the workpiece.
  19. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16,
    상기 레이저 빔을 상기 스테이지에 대해 가공 예정 라인을 따라 상대적으로 이동시키는 스캐너를 더 포함하는 레이저 가공장치.And a scanner for moving the laser beam relative to the stage along a machining line.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021108505A1 (en) 2021-02-02 2022-08-04 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Device and method for laser machining a workpiece
DE102021108509A1 (en) 2021-02-02 2022-08-04 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Device and method for laser machining a workpiece
DE102022204688B3 (en) 2022-05-13 2023-09-07 Carl Zeiss Smt Gmbh Device for focusing a beam of photons into a material, corresponding method and computer program
DE102022204685B3 (en) 2022-05-13 2023-10-05 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Optics for generating a linear focus, device and method for machining a workpiece

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102343369B1 (en) * 2020-04-03 2021-12-24 한국기계연구원 Cutter of flexible substrate for battery

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04344882A (en) * 1991-05-22 1992-12-01 Matsushita Electric Works Ltd Method for cutting with laser beam
JP2000005892A (en) * 1998-06-25 2000-01-11 Advanced Materials Processing Inst Kinki Japan Laser processing
KR100824962B1 (en) * 2006-10-25 2008-04-28 주식회사 코윈디에스티 Apparatus and method for cutting substrate using ultrafast frequency laser
KR20120016457A (en) * 2010-08-16 2012-02-24 주식회사 이오테크닉스 Laser processing method and laser processing apparatus using sequential multi-focusing
KR20120058274A (en) * 2010-11-29 2012-06-07 한국과학기술원 The depth of the modified cutting device through a combination of characteristics

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04344882A (en) * 1991-05-22 1992-12-01 Matsushita Electric Works Ltd Method for cutting with laser beam
JP2000005892A (en) * 1998-06-25 2000-01-11 Advanced Materials Processing Inst Kinki Japan Laser processing
KR100824962B1 (en) * 2006-10-25 2008-04-28 주식회사 코윈디에스티 Apparatus and method for cutting substrate using ultrafast frequency laser
KR20120016457A (en) * 2010-08-16 2012-02-24 주식회사 이오테크닉스 Laser processing method and laser processing apparatus using sequential multi-focusing
KR20120058274A (en) * 2010-11-29 2012-06-07 한국과학기술원 The depth of the modified cutting device through a combination of characteristics

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021108505A1 (en) 2021-02-02 2022-08-04 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Device and method for laser machining a workpiece
DE102021108509A1 (en) 2021-02-02 2022-08-04 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Device and method for laser machining a workpiece
DE102022204688B3 (en) 2022-05-13 2023-09-07 Carl Zeiss Smt Gmbh Device for focusing a beam of photons into a material, corresponding method and computer program
DE102022204685B3 (en) 2022-05-13 2023-10-05 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Optics for generating a linear focus, device and method for machining a workpiece

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