KR101210653B1

KR101210653B1 - 전기장을 이용한 레이저 가공장치 및 가공방법

Info

Publication number: KR101210653B1
Application number: KR1020100100799A
Authority: KR
Inventors: 김승우; 김영진; 김윤석; 김승만; 유준호; 한승회; 박상욱
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2010-10-15
Filing date: 2010-10-15
Publication date: 2012-12-11
Also published as: KR20120039217A

Abstract

가공물의 에너지 상태를 상승시키기 위해 가공물에 전기장을 형성하도록 되어 있는 전기장 발생장치 및 전기장에 의해 상승된 에너지 상태를 갖는 가공물에 레이저를 조사함으로써 가공물을 가공하도록 되어 있는 레이저 발생장치를 포함하는 레이저 가공장치가 공개된다.

Description

전기장을 이용한 레이저 가공장치 및 가공방법{Laser processing method and apparatus using electric field}

본 발명은 레이저 가공장치 및 가공방법에 관한 것으로서, 특히 가공물에 전기장을 발생시켜 가공물의 에너지 상태를 높임으로써 가공에 필요한 레이저의 광량 임계점을 낮출 수 있도록 한 것이다.

글라스(glass), 실리콘, 세라믹 등의 취성 기판을 절단하여 분리시키기 위해 스크라이빙(scribing), 블레이드 다이싱(blade dicing), 레이저 절단, 스텔스 다이싱(stealth dicing), TLS(Thermal Laser Separation) 및 전기 방전 가공(Electrical discharge machining, EDM)등의 방법을 사용할 수 있다. 이 중 스크라이빙과 블레이드 다이싱은 기계적인 절단 방법이고, 스텔스 다이싱과 TLS 방법은 레이저를 이용한 비접촉 절단 방법이다.

기존의 기계적 절단 방법을 사용하여 가공할 때에는, 가공물에 다량의 칩과 잔류 응력을 남기게 되며, 100 um 두께 이하의 박막을 가공할 때에는 심각한 파손이 유발될 수 있다. 기존의 레이저 절단 방법에는 열전달을 기반으로 하는 가공 공정이 있다.

전기 방전 가공(Electrical discharge machining, EDM)은 전기 방전을 통해 원하는 모양을 얻어내는 가공 방법 중의 하나로서, 두 전극 사이의 거리가 가까워져 절연의 정도를 넘어서면 두 전극 사이에 전류가 흐르게 되며 이 과정에서 두 전극의 물질이 침식될 수 있다. 이러한 전기 방전 가공을 사용하면 선(pre), 후(post) 열처리가 불필요하며 물리적인 힘의 작용 없이 가공이 이루어질 수 있다. 방전 시간은 약 10^-3 ~ 10^-6 초 수준이며, 방전 순간 온도는 수 천 도에서 만 도 수준에 이를 수 있다. 방전 에너지 및 가공물의 재질에 따라 극간 간격(gap)이 결정될 수 있는데, 대략 수 ~ 수십 um 수준이다. 전기 방전 가공을 이용하면 100um 수준의 홀 가공 및 복잡한 패턴 가공이 가능하면 가공성이 상대적으로 우수한 장점이 있다. 그러나 낮은 가공 속도 및 전극이 필요하다는 점에서는 불리하다.

레이저를 이용한 가공방법의 경우에는 레이저의 강도에 따라 가공효율이 달라질 수 있다. 그런데 레이저의 강도를 높이기 위해서는, 레이저를 펄스 형태로 발생시키고 나아가 펄스 레이저의 펄스 폭을 작게 만들기 위한 복잡하거나 비싼 구성의 레이저 발생장치가 요구된다. 따라서, 특정 가공 조건을 만족시키기 위해 필요한 레이저의 가공 임계 강도를 낮출 수 있는 방법 및 장치의 개발이 필요하다.

본 발명에서는 가공에 필요한 레이저의 광량 임계점의 값을 낮추는 방법 및 장치를 제공하고자 한다. 상술한 과제에 의해 본 발명의 범위가 제한되지 않는다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 레이저 가공장치가 제공된다. 이 장치는 가공물의 에너지 상태를 상승시키기 위해 상기 가공물에 전기장을 형성하도록 되어 있는 전기장 발생장치 및 상기 전기장에 의해 상승된 에너지 상태를 갖는 상기 가공물에 레이저를 조사함으로써 상기 가공물을 가공하도록 되어 있는 레이저 발생장치를 포함한다.

이때, 상기 전기장 발생장치는 전원 및 한 쌍의 전극을 포함하며, 상기 전기장은 상기 한 쌍의 전극 간의 전위차에 의해 형성될 수 있다.

이때, 상기 한 쌍의 전극 중 적어도 하나는 뾰족한 모양으로 되어 있을 수 있다.

이때, 상기 레이저는 펄스 레이저일 수 있다. 이때, 상기 레이저는 상기 가공물에 비선형 광학 현상을 유발하여 상기 가공물의 일부 영역을 플라즈마 상태로 바꿀 수 있다. 이때, 상기 펄스 레이저의 펄스 폭은 10 ps 이하일 수 있다. 이때, 상기 펄스 레이저의 펄스 당 에너지는 0.2uJ에서 상기 상승된 에너지를 뺀 에너지 이상의 값을 가질 수 있다.

또는, 상기 레이저는 상기 가공물의 내부 또는 표면을 열 가공함으로써 상기 가공물에 개질영역을 형성하도록 되어 있을 수 있다.

이때, 적어도 상기 가공물에 상기 레이저가 조사되는 동안에는 상기 가공물에 전기장을 발생시키도록 되어 있는 제어부를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 레이저는 상기 가공물 중 상기 전기장에 의해 에너지 상태가 가장 많이 상승한 지점에 조사되도록 되어 있을 수 있다.

본 발명의 다른 양상에 따른 레이저 가공장치가 제공된다. 이 장치는 가공물의 에너지 상태를 상승시키기 위해 상기 가공물에 전기장을 형성하도록 되어 있는 전기 방전 가공장치, 및 상기 전기장에 의해 상승된 에너지 상태를 갖는 상기 가공물에 레이저를 조사함으로써 상기 가공물을 가공하도록 되어 있는 레이저 발생장치를 포함한다.

이때, 상기 전기장은 상기 전기 방전 가공장치에 포함된 두 개 이상의 전극에 의해 발생되며, 상기 두 개 이상의 전극 사이에서 전기 방전이 일어나지 않도록 제어될 수 있다.

본 발명의 다른 양상에 따른 레이저 가공방법이 제공된다. 이 방법은 가공물의 에너지 상태를 상승시키도록 상기 가공물에 전기장을 형성하는 단계, 및 상기 가공물을 가공하기 위하여 상기 상승된 에너지 상태를 갖는 가공물에 레이저를 조사하는 단계를 포함한다.

이때, 적어도 상기 레이저를 조사하는 동안에는 상기 가공물에 전기장을 형성시킬 수 있다.

본 발명에 따르면 가공에 필요한 레이저의 광량 임계점의 값을 낮추는 방법 및 장치를 제공할 수 있다. 상술한 효과에 의해 본 발명의 범위가 제한되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공장치를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 가공장치를 나타낸 것이다.

본 명세서에는 본 발명의 실시예들을 제공하기 위한 참조번호가 제공된다. 이 참조번호는 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 도시되어 있으며, 발명의 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성요소는 동일한 참조번호를 갖는다. 발명의 상세한 설명에서 참조번호는 괄호 안에 표시된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공장치 및 레이저 가공방법에 대하여 상세하게 설명한다. 이하의 구체적인 실시예는 본 발명에 따른 레이저 가공장치 및 레이저 가공방법을 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 아니한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명은 금속 등 전도체의 가공 패터닝 방법 등에 사용될 수 있는 기술로서, 좀 더 상세히는 극초단 레이저를 이용하여 전도체를 가공하는데 있어서 가공 지점에 강한 전기장을 형성하여 가공 시 요구되는 광량 임계점의 값을 낮추는 기술 방법에 관한 것이다. 강한 전기장은 전기 방전 가공을 응용하여 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공장치(1)를 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 레이저 가공장치(1)는 레이저 발생부(100) 및 전기장 발생장치(104)를 포함한다. 레이저 발생부(100)에서 방출된 레이저는 렌즈(101)를 통해 가공물(102)의 표면 또는 내부에 집속될 수 있다. 전기장 발생장치(104)는 가공물(102)의 에너지 상태를 상승시키기 위해 가공물(102)에 전기장을 형성하도록 되어 있다. 가공물(102)의 에너지 상태가 상승하면 가공물(102)에 포함된 전자의 에너지가 상승한다. 전기장 발생장치(104)는 두 개의 전극(103, 106)을 포함할 수 있다. 전기장은 두 개의 전극(103, 106) 사이의 공간에 형성될 수 있다. 이 공간에 가공물(102)이 배치되면 전기장에 의해 가공물(102)의 에너지 상태가 상승할 수 있다. 에너지 상태가 상승한 가공물(102)에 레이저 발생부(100)로부터 생성된 레이저(107)를 조사함으로써 가공물(102)을 가공할 수 있다.

전기장 발생장치(104)에 의해 가공물(102)의 에너지 상태가 상승한 경우에는, 가공물(102)의 에너지 상태가 상승하지 않은 경우에 비해 더 낮은 레이저 출력으로도 가공물(102)을 가공할 수 있다.

두 개의 전극(103, 106) 중 제1 전극(103)은 뾰족한 형상을 가질 수 있다. 예컨대 제1 전극(103)은 금속 침의 형태를 가질 수 있다. 제2 전극(106)은 가공물(102)을 장착하는 가공 스테이지(105)에 결합되어 있을 수 있다. 또는 가공 스테이지(105) 자체가 제2 전극(106)의 역할을 할 수도 있는데, 이 경우에는 가공 스테이지(106)가 전도체를 포함하여 이루어질 수 있다.

전기장은 두 개의 전극(103, 106) 중 뾰족한 부분에 집중되기 때문에, 가공물(102) 중 뾰족한 부분에 가까이 있는 부분의 에너지 상태가 가장 많이 상승될 수 있다. 따라서 가공물(102) 중 두 개의 전극(103, 106) 중 뾰족한 부분에 가까운 부분에 레이저(107)를 조사하면 낮은 광 에너지를 갖는 레이저로도 쉽게 가공할 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서는 뾰족한 부분이 제1 전극(103)에 형성되어 있으므로 가공물(102) 중 레이저가 입사되는 제1 표면(102_1)이 그 반대쪽 제2 표면(102_2)보다 더 낮은 광 에너지로도 쉽게 가공될 수 있다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서는, 도 1에 도시한 것과 반대로, 제2 전극(106)이 뾰족한 형상을 하고 제1 전극(103)은 넓은 판형의 형상을 할 수 있다. 이때, 제1 전극(103)의 일부에는 레이저(107)가 통과하기 위한 구멍이 뚫려 있거나, 레이저(107)가 통과할 수 있도록 제1 전극(103)의 적어도 일부가 투명 전극으로 되어 있을 수 있다. 이때에는, 제2 전극(106)의 뾰족한 부분에 전기장이 집중되기 때문에 가공물(102) 중 제2 전극(106)에 가까이 있는 부분의 에너지 상태가 가장 높을 수 있다. 이 때에는 가공물(102) 중 레이저(107)가 입사되는 반대쪽 제2 표면(102_2)이 레이저(107)가 입사되는 제1 표면(102_1)보다 더 낮은 광 에너지를 갖는 레이저에 의해서도 가공될 수 있다.

또는, 본 발명에 따른 다른 실시예에서는, 도 1에 도시한 바와 달리, 제1 전극(103)과 제2 전극(106)이 모두 뾰족한 형상을 가질 수도 있다.

뾰족한 형상의 전극은 가공물(102)과 수 um ~ 수백 um 떨어져 있을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 가공물(102)을 가공하기 위한 레이저(107)로서 10 ps 이하의 펄스 폭을 갖는 극초단 펨토초 펄스 레이저를 사용할 수도 있다. 극초단 펌토초 펄스 레이저를 사용하는 경우에는 극초단 펄스의 높은 첨두 출력을 이용하여 가공물(102)을 플라즈마 상태로 직접 변화시켜 제거하거나 물질의 상태를 변화시킬 수 있다. 또한 좁은 펄스 폭으로 인해, 주변 물질로 열이 전도되기 전에 모든 가공이 수행되므로, 가공 주변부에 영향을 주지 않는 깨끗하고, 정밀한 비열 가공이 가능하다.

위와 같이 극초단 팸토초 펄스 레이저를 사용하는 경우에는, 기존 레이저 가공에서 요구되는 피가공물의 비결정적 결함전자(defect electron)에 의존하지 않고, 비선형 광흡수에 의해 가공이 시작 및 진행되기 때문에, 가공물에 의존하지 않는 결정적 공정(deterministic)이 가능하여 가공의 제어가 매우 용이하게 된다. 구체적으로 살펴보면, 펨토초 펄스 레이저를 사용한 가공은 광학 브레이크 다운(optical breakdown)을 기반으로 한다. 이때 광 에너지가 물질에 전파되고, 이는 다수의 전자를 이온화 시키게 되는데, 그 결과, 에너지가 물질의 래티스(lattice)로 전달되어, 물질의 상 변화 혹은 구조적 변화를 발생시킬 수 있다. 따라서 레이저 집속 구역에 집중된 굴절률의 변화 및 공동(void)을 생성하기도 한다. 극초단 펄스 앞 단의 수십 펨토 초에 해당하는 시간 동안 비선형 이온화를 통해 시드 전자(seed electron) 군이 충분히 생성되며 이를 통해 가공이 시작되고 진행될 수 있다. 따라서 가공 부위의 선택성과 공정의 반복성을 크게 높일 수 있으므로, 실제 응용 분야에 적용에 있어서 매우 유리하다. 또한, 10 fs 이상의 펄스 폭을 가질 경우, 비선형적으로 여기된 전자는 광자를 통한 선형적 흡수 메커니즘을 통해 충분한 에너지를 얻어 다른 속박 전자를 추가 여기시키는 아발란치(Avalanche) 이온화 과정을 발생시켜, 추가적인 가공속도의 향상을 얻을 수 있다.

극초단 펄스 레이저를 사용하는 경우에는 비선형 광흡수 현상에 의해 초점 부근의 부피에만 가공 및 변화를 집중시킬 수 있어서, 가공 정밀도를 높일 수 있으며 주변 영역에 응력 변화를 최소화할 수 있다. 그리고, 비선형 광흡수 현상은 피가공 물질의 물성에 의존하지 않기 때문에 다양한 피가공물의 가공이 가능하며, 특히 서로 다른 다양한 물질들의 조합 및 층으로 구성된 가공물을 단일 레이저로 용이하게 가공할 수 있다는 장점을 갖는다.

가공물(102)의 가공 상태는 가공물(102)에 가해지는 에너지의 크기에 따라 변동될 수 있기 때문에, 가공물(102)에 가하는 에너지는 잘 제어될 필요가 있다. 이 에너지는 전기장 발생장치(104)에 의해 제공되는 전기 에너지와 레이저 발생부(100)에 의해 제공되는 광 에너지를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 전기장 발생장치(104)가 DC 전원(201), 저항(202) 및 콘덴서(203)를 포함할 수 있다. DC 전원(201)은 수백 ~ 수천 V에 해당하는 DC 전압을 제공할 수 있다.

이때, DC 전원(201)에 의해 제공되어야 하는 안정적인 DC 전압 외에, 원하지 않는 전압, 예를 들어 리플 노이즈 전압과 같은 AC 전압성분이 존재할 수 있다. 이대, DC 전원(201)에 의해 발생되는 전압을 V(w)라고 하고, 저항(202)의 저항값을 R이라고 하고 콘덴서(203)의 커패시턴스 값을 C라고 하면, 콘덴서(203) 양단에 걸리는 주파수에 따른 전압은 수학식 1과 같이 주어질 수 있다.

수학식 1에 따르면, DC 전원(201)에 AC 성분이 포함되어 있는 경우, AC 전압의 주파수가 커질수록 이 AC 성분이 콘덴서(203) 양단의 전압에 미치는 영향은 줄어든다. 따라서, 도 1과 같이 전기장 발생장치(1)에 콘덴서(203)가 포함된 경우 유리한 점이 있다. 본 발명에 따른 전기장 발생장치(104)의 구체적인 구성이 상술한 바와 다르더라도 본 발명의 사상에서 벗어나는 것이 아님은 명백하다.

아발란치 흡수(avalache absorption) 및 다중광자흡수(multi photon absorption) 현상 등을 통해 초정밀 가공을 수행하기 위해서는 10¹² ~ 10¹⁴ W/cm² 의 첨두 출력을 상회하는 높은 에너지를 제공하는 레이저, 또는 펄스 당 0.2 uJ 이상의 에너지를 제공하는 펄스 레이저가 요구된다. 이러한 에너지를 레이저를 통해 제공하기 위해서는 고출력 증폭기가 필요하며 이는 비용 및 공간, 유지보수, 생산성 등에 있어서 큰 제약으로 작용한다. 또한, 상술한 바와 같이 전기 방전 가공을 이용하는 경우에는 방전 시간이 10^-3~10^-6 초 수준이며, 연속방전의 주파수는 수백~ 수천 Hz 수준이며 가공 속도가 느리다는 단점이 있다. 따라서, 아발란치 흡수 및 다중광자흡수 현상을 발생시키기 위한 펄스 레이저의 첨두 출력의 임계점을 낮추기 위해, 본 발명에 따른 일 실시예에서는 전기 방전 가공에 사용되는 장치를 레이저 가공장치에 적용할 수 있다. 즉, 전기 방전 가공에 사용되는 장치의 두 전극을 도 1의 두 전극(103, 106)으로 삼되, 두 전극(103, 106) 사이에서 방전이 일어나지 않을 정도의 높은 전압 두 전극(103, 106) 사이에 인가할 수 있다. 예컨대, 제1 전극(103)과 가공물(102) 사이에 수십 ~ 수천 V의 전압이 걸리도록 할 수 있다. 이와 같은 방법을 사용하면, 펄스 레이저를 사용하는 경우 한 개의 펄스 당 제공되는 에너지로서, 예컨대 0.2 uJ 의 에너지에서 두 전극(103, 106) 사이에 형성된 전기장에 의해 상승된 가공물(102)의 에너지를 뺀 값 이상의 에너지가 필요할 수 있다. 전기 방전 가공에 사용되는 장치의 두 전극에서 방전이 일어나는 경우에는, 가공물(102)이 레이저(107) 뿐만 아니라 상술한 방전에 의해서도 가공될 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 레이저(107)를 이용한 열적 가공에 의해 가공물(102)을 가공할 수 있다. 이때, 전기장 발생장치(104)에 의해 가공물(102)의 에너지 상태가 이미 상승되어 있는 경우에는 그렇지 않은 경우에 비해 더 짧은 시간 동안 레이저(107)를 조사하더라도 가공물(102)이 가공되는 데에 필요한 온도에 도달하도록 할 수 있다. 또는, 더 작은 출력의 레이저(107)를 조사하더라도 가공물(102)이 가공되는 데에 필요한 온도에 도달하도록 할 수 있다. 이 경우에 레이저(107)는 반드시 고출력의 펄스 레이저가 아닌 연속 발진 레이저일 수도 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 가공장치(1)를 나타낸 것이다.

도 2는 도 1의 실시예에서 전원의 극성이 바뀐 것을 나타낸다. 즉, 도 1에서 제1 전극(103)이 + 값을 갖고 제2 단자(106)가 - 값을 갖는 것과 반대로, 도 2에서는 제1 전극(103)이 - 값을 갖고 제2 전극(106)이 + 값을 갖는다.

본 발명에서 레이저(107)는 가공물(102)의 내부 또는 표면을 가공하여 그 부분에 개질부를 형성할 수 있다. 개질부는 그 주변부에 비해 약하기 때문에 별도의 가공 프로세스에 의해 개질부를 경계로 절단 등의 가공이 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 다른 실시예에 의한 레이저 가공방법이 제공될 수 있다. 이 방법은 가공물(102)의 에너지 상태를 상승시키도록 가공물(102)에 전기장을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 그 후 가공물(102)을 가공하기 위하여, 상승된 에너지 상태를 갖는 가공물(102)에 레이저(107)를 조사하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 가공방법을 실행하기 위해 상술한 도 1 또는 도 2의 레이저 가공장치(1)를 이용할 수 있다.

본 발명에 따른 또 다른 실시예에 의한 레이저 가공방법이 제공될 수 있다. 이 방법은 가공물(102)에 전기장을 형성함으로써 가공물(102)의 에너지 상태를 상승시키는 단계와, 상승된 에너지 상태를 갖는 가공물(102)에 레이저(107)를 조사하여 가공물(102)을 가공하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 가공방법을 실행하기 위해 상술한 도 1 또는 도 2의 레이저 가공장치(1)를 이용할 수 있다.

발명의 상세한 설명은 본 발명의 실시예들을 설명하도록 의도된 것이며, 본 발명에 따라 구현될 수 있는 유일한 실시예를 나타내기 위한 것은 아니다. 본 발명의 상세한 설명은 본 발명의 용이한 이해를 위하여 특정용어를 사용하여 서술될 수 있다. 그러나 본 발명의 이러한 특정용어에 의해 제한되도록 의도한 것은 아니다. 따라서, 상술한 본 발명의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다.

상술한 실시예들은 각각 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것이다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 본 발명의 사상에 반하지 않는다면 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응되는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

당업자는 본 발명의 실시예에서 개시된 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다.

본 발명의 범위는 특허청구범위 합리적 해석을 고려하여 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명의 기술 분야에 속하는 기술자라면 본 발명의 실시예들 및 특허청구범위로부터 본 발명의 사상을 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

1: 레이저 가공장치 100: 레이저 발생장치
101: 렌즈 102: 가공물
102_1: 가공물의 제1 표면 102_2: 가공물의 제2 표면
103: 제1 전극 104: 전기장 발생장치
105: 가공 스테이지 106: 제2 전극
107: 레이저 201: DC 전원
202: 저항 203: 콘덴서

Claims

가공물의 에너지 상태를 상승시키기 위해 상기 가공물에 전기장을 형성하도록 되어 있는 전기장 발생장치; 및
상기 전기장에 의해 상승된 에너지 상태를 갖는 상기 가공물에 레이저를 조사함으로써 상기 가공물을 가공하도록 되어 있는 레이저 발생장치
를 포함하며,
상기 전기장 발생장치는 전원 및 한 쌍의 전극을 포함하며, 상기 전기장은 상기 한 쌍의 전극 간의 전위차에 의해 형성되는,
레이저 가공장치.
제1항에 있어서, 상기 한 쌍의 전극 사이에서 전기 방전이 일어나지 않도록 제어되는, 레이저 가공장치.
제1항에 있어서, 상기 한 쌍의 전극 중 적어도 하나는 뾰족한 모양으로 되어 있는, 레이저 가공장치.
제1항에 있어서, 상기 레이저는 펄스 레이저인, 레이저 가공장치.
제4항에 있어서, 상기 레이저는 상기 가공물에 비선형 광학현상을 유발하여 상기 가공물의 일부 영역을 플라즈마 상태로 바꾸도록 되어 있는, 레이저 가공장치.
제5항에 있어서, 상기 펄스 레이저의 펄스 폭은 10 ps 이하인, 레이저 가공장치.
제5항에 있어서, 상기 펄스 레이저의 펄스 당 에너지는 0.2uJ에서 상기 상승된 에너지를 뺀 에너지 이상인, 레이저 가공장치.
제4항에 있어서, 상기 레이저는 상기 가공물의 내부 또는 표면을 열 가공함으로써 상기 가공물에 개질영역을 형성하도록 되어 있는, 레이저 가공장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 레이저는 상기 가공물 중 상기 전기장에 의해 에너지 상태가 가장 많이 상승한 지점에 조사되도록 되어 있는, 레이저 가공장치.
삭제
삭제
가공물의 에너지 상태를 상승시키도록 전기장 발생장치를 이용하여 상기 가공물에 전기장을 형성하는 단계; 및
상기 가공물을 가공하기 위하여 상기 상승된 에너지 상태를 갖는 가공물에 레이저를 조사하는 단계
를 포함하며,
상기 전기장 발생장치는 전원 및 한 쌍의 전극을 포함하며, 상기 전기장은 상기 한 쌍의 전극 간의 전위차에 의해 형성되는,
레이저 가공방법.
제13항에 있어서, 적어도 상기 레이저를 조사하는 동안에는 상기 가공물에 전기장을 형성시키는, 레이저 가공방법.