KR20180060830A - Laser processing apparatus using spatial light modulator - Google Patents

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이동준
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장재경
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Abstract

Provided is a laser processing apparatus using a spatial light modulator to improve processing quality when processing a via hole. As the laser processing apparatus concentrates a laser beam on an object to be processed, a via hole is formed in the object to be processed. The laser processing apparatus comprises: a laser light source emitting the laser beam; a spatial light modulator modulating the laser beam emitted by the laser light source; and a light concentration lens concentrating the laser beam modulated by the spatial light modulator on the object to be processed.

Description

공간 광 변조기를 이용한 레이저 가공장치{Laser processing apparatus using spatial light modulator}[0001] The present invention relates to a laser processing apparatus using a spatial light modulator,

본 개시는 레이저 가공에 관한 것으로, 상세하게는 공간 광 변조기를 이용한 레이저 가공장치에 관한 것이다.The present disclosure relates to laser machining, and more particularly to a laser machining apparatus using a spatial light modulator.

PCB 기판의 비아홀 가공 방법으로 과거에는 포토리소그라피(photolithography), 화학적 식각(chemical etching)방법 등이 사용되었으며, 최근에는 레이저를 이용한 레이저 드릴링 방식을 이용한 가공방법이 대세를 이루고 있다. 레이저 드릴링 방식의 대표적인 방식으로 싱글펄스(single pulse), 퍼쿠션(percussion), 트레파닝(trepanning), 헬리컬(helical)등의 방식이 널리 사용되고 있으며, 목적하는 바에 따라 적절한 한가지 방식을 선택하여 사용하거나 복합적인 방식을 사용하여 PCB기판 비아홀(via hole) 가공을 할 수 있다.In the past, photolithography, chemical etching, and the like have been used as a method for processing a via hole of a PCB substrate. Recently, a laser drilling method using laser has been popular. Single pulses, percussion, trepanning, helical, etc. are widely used as a typical method of laser drilling. Depending on the purpose, a suitable method may be selected and used PCB substrate via holes can be fabricated using a conventional method.

PCB기판은 전기가 흐를 수 있는 금속 배선과 전기의 흐름을 막는 절연체 등으로 구성되어 있으며, 금속배선은 구리(Cu)가 일반적이며, 절연체로서는 유전체(dielectric) 또는 레진(resin)이 사용되고 있다.The PCB substrate is composed of metal wiring that can flow electricity and an insulator that blocks the flow of electricity. Copper (Cu) is generally used for metal wiring, and dielectric or resin is used for insulation.

도 1a은 PCB 기판(1)을 개략적으로 도시한 단면이고, 도 1b는 PCB 기판(1)에 비아홀을 가공한 것을 개략적으로 도시한 단면도이다.1A is a cross-sectional view schematically showing a PCB substrate 1, and FIG. 1B is a cross-sectional view schematically showing a via hole formed in a PCB substrate 1. FIG.

도 1a을 참조하면, PCB 기판(1)은 수지층(5) 및 수지층(5)의 상면 및 하면에 마련된 구리층(1, 3)을 포함할 수 있다. 도 1b를 참조하면, 비아홀 가공에 있어서, 테이퍼 비(taper ratio, D2/D1)와 가공 바닥면의 가공품질에 관한 사양은 시장에서 대표적으로 요구하는 사항들이다. 시장에서는 통상 0.8이상의 테이퍼 비를 요구하는 경우가 많으며, 바닥면 가공품질은 수지층(5)과 구리층(3)의 경계면에서, 수지층(5)은 깨끗하게 제거가 되게 하되, 구리층(3) 상면의 손상은 최대한 없으면서 편평한 면이 되도록 요구하고 있다. 특히, 최근에는 수 마이크로미터에서 수십 마이크로미터 크기의 홀 입구를 가지는 미세한 비아홀 가공을 요구하기도 한다.1A, the PCB substrate 1 may include a resin layer 5 and copper layers 1 and 3 provided on the upper and lower surfaces of the resin layer 5, respectively. Referring to FIG. 1B, in the via hole machining, specifications regarding the taper ratio (D2 / D1) and the machining quality of the machined bottom surface are typical requirements in the market. In the market, a taper ratio of 0.8 or more is often required in the market, and the bottom surface quality is such that the resin layer 5 is cleanly removed at the interface between the resin layer 5 and the copper layer 3, ) Damage to the top surface is required to be flat and flat with no maximum. In particular, recently, a fine via hole process having a hole inlet of several micrometers to tens of micrometers is required.

도 2a 내지 도 2c는 PCB 기판(1)에 비아홀 가공 시 발생할 수 있는 바닥면 가공품질 불량에 대한 예시를 나타낸 단면도이다.FIGS. 2A to 2C are cross-sectional views illustrating an example of poor quality of a bottom surface machining that may occur when a via hole is formed in a PCB substrate 1. FIG.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 일반적으로 레이저 가공에서 사용되는 레이저 빔은 가운데 첨두부가 상대적으로 높은 가우시안 형태의 에너지 분포를 가지기 때문에 열물성이 서로 다른 수지층(5)과 구리층(3)의 경계면에서 원하는 가공형상을 얻기 위해서는 매우 섬세한 레이저 파라미터 조절을 필요로 한다. 따라서, 공정마진(process window)이 비교적 매우 좁게 형성될 수가 있고, 이러한 좁은 공정마진은 양산 적용 시에 수율 문제로도 이어질 수 있다. 일례로, 도 2a는 비교적 과도한 가공으로 인하여 비아홀 바닥면 가운데 부분에 분화구를 형성한 경우이며, 도 2b는 반대로 수지층(5)이 덜 가공되어 일부 수지층(5)이 가공되지 않고 남아 있는 형상을 개략적으로 보여주는 예시이다.Referring to FIGS. 2A and 2B, the laser beam used in laser processing generally has a relatively high Gaussian energy distribution at the center peak, so that the thermal conductivity of the resin layer 5 and the copper layer 3 Very delicate laser parameter adjustment is required to obtain the desired machining profile at the interface. Therefore, the process window can be formed relatively very narrowly, and such a narrow process margin can lead to a yield problem in mass production application. 2A shows a case where a crater is formed in the center of the bottom of a via hole due to relatively excessive processing, and FIG. 2B shows a case in which a resin layer 5 is less processed, As shown in FIG.

도 2c를 참조하면, 레이저 빔을 이용한 비아홀 가공에 있어서 또 다른 가공품질 불량의 한 예시이며, 플랫탑(flat-top) 빔 프로파일을 가지는 빔스폿으로 PCB 기판(1)을 가공할 때에 빔 프로파일 꼭대기(top)에서의 균일성(homogeneity)이 좋지 않을 경우 나타날 수 있는 바닥면 가공형상을 개략적으로 보여주고 있다. 플랫탑 광학계의 출력특성은 입사되는 입력 레이저 빔의 프로파일과도 관련이 있기도 하지만, 광학계의 광정렬 상태에 매우 민감할 수 있어서 이상적인 플랫탑 빔스폿을 구현하기가 쉽지 않다. 일례로, DOE(Diffractive Optical Element)나 비구면굴절광학계(Aspheric optical system)로 구현된 플랫탑 빔은 입사빔 프로파일이나 광정렬의 정도에 비교적 민감한 편일 뿐만 아니라, 한번 광학정렬이 완료된 이후에는 추가적인 재정렬이 이루어지지 않는 한, 가공 중 또는 가공과 가공 사이에 출력 빔 프로파일의 변경이나 보상이 불가능한 한계를 가진다.Referring to FIG. 2C, there is shown another example of poor process quality in via hole processing using a laser beam. In processing a PCB substrate 1 with a beam spot having a flat-top beam profile, and the bottom surface machining shape that may occur when the homogeneity in the top is not good. Although the output characteristic of the flat top optical system is related to the profile of the incident input laser beam, it may be very sensitive to the optical alignment state of the optical system, so that it is not easy to realize an ideal flat top beam spot. For example, flat-top beams implemented with diffractive optical elements (DOEs) or aspheric optical systems are relatively sensitive to incident beam profile or optical alignment, as well as additional rearrangement after optical alignment is completed There is a limit in that the output beam profile can not be changed or compensated during machining or between machining and machining.

본 발명의 일 측면에서는, 비아홀 가공 시 가공 품질을 향상시킬 수 있는 공간 광 변조기를 이용한 레이저 가공장치를 제공한다.According to one aspect of the present invention, there is provided a laser processing apparatus using a spatial light modulator capable of improving the quality of processing in via hole processing.

일 측면에 있어서,In one aspect,

가공대상물에 레이저 빔을 집광시킴으로써, 상기 가공대상물에 비아홀(via hole)을 형성하는 레이저 가공장치에 있어서, 상기 레이저 빔을 출사하는 레이저 광원; 상기 레이저 광원에 의해 출사된 상기 레이저 빔을 변조하는 공간 광 변조기 A laser processing apparatus for forming a via hole in an object to be processed by condensing a laser beam on an object to be processed, the laser processing apparatus comprising: a laser light source for emitting the laser beam; A spatial light modulator for modulating the laser beam emitted by the laser light source,

상기 공간 광 변조기에 의해 변조된 상기 레이저 빔을 상기 가공대상물에 집광시키는 집광 렌즈;를 포함하는 레이저 가공장치가 개시된다.And a condenser lens for condensing the laser beam modulated by the spatial light modulator onto the object to be processed.

상기 공간 광 변조기는 실리콘 상층액정(Liquid crystal on silicon, LCOS)을 포함하고, 상기 공간 광 변조기는 상기 실리콘 상층액정에 전계를 형성하여, 액정 분자의 배열을 변화시킴으로써 상기 레이저 빔을 변조할 수 있다.The spatial light modulator includes a liquid crystal on silicon (LCOS), and the spatial light modulator modulates the laser beam by changing an arrangement of liquid crystal molecules by forming an electric field in the silicon upper layer liquid crystal .

상기 공간 광 변조기에 의해 형성된 CGH(Computer Generated Hologram) 이미지는 상기 공간 광 변조기에 입사되는 상기 레이저 빔에 대해 중심에 위치하는 원 영역; 및 상기 원 영역의 주위에 형성되는 것으로 상기 원 영역과 동일한 중심점을 갖는 복수의 원환 영역을 가지며; 상기 원 영역 및 상기 복수의 원환 영역에서는 지름 방향 외측에서 내측으로 감에 따라서 명도가 서서히 밝아지도록 설정되어 있을 수 있다.A CGH (Computer Generated Hologram) image formed by the spatial light modulator includes a circular region centered on the laser beam incident on the spatial light modulator; And a plurality of annular regions formed around the circular regions and having the same center point as the circular regions; In the circular region and the plurality of toric regions, the brightness may be set to gradually increase from the outside toward the inside in the radial direction.

상기 레이저 빔은 상기 공간 광 변조기에 의해 가우시안(Gaussian) 빔에서 플랫탑(flat-top) 빔으로 변조될 수 있다.The laser beam can be modulated from a Gaussian beam into a flat-top beam by the spatial light modulator.

상기 공간 광 변조기에 의해 형성된 CGH(Computer Generated Hologram) 이미지는 복수의 블레이즈 그레이팅(blazed grating) 형상의 패턴을 포함하고, 상기 복수의 블레이즈 그레이팅 형상의 패턴은 일방향으로 감에 따라서 명도가 서서히 밝아지도록 설정되어 있을 수 있다.Wherein the computer generated hologram (CGH) image formed by the spatial light modulator includes a plurality of blazed grating patterns, and the plurality of blazed grating patterns are set so that the brightness gradually increases in one direction .

상기 레이저 빔은 상기 공간 광 변조기에 의해 스티어링(steering)될 수 있다.The laser beam may be steered by the spatial light modulator.

상기 공간 광 변조기 및 상기 집광 렌즈 사이에 마련되는 스캐너;를 더 포함할 수 있다.And a scanner provided between the spatial light modulator and the condenser lens.

상기 공간 광 변조기에 의해 형성된 CGH(Computer Generated Hologram) 이미지는, 상기 공간 광 변조기에 입사되는 상기 레이저 빔에 대해 중심에 위치하는 원 영역; 및 상기 원 영역의 주위에 형성되는 것으로 상기 원 영역과 동일한 중심점을 갖는 복수의 원환 영역을 가지고, 상기 원 영역 및 상기 복수의 원환 영역에서는 지름 방향 외측에서 내측으로 감에 따라서 명도가 서서히 밝아지도록 설정되어 있는 제1 CGH 이미지; 및 복수의 블레이즈 그레이팅(blazed grating) 형상의 패턴을 포함하고, 상기 복수의 블레이즈 그레이팅 형상의 패턴은 일방향으로 감에 따라서 명도가 서서히 밝아지도록 설정되어 있는 제2 CGH 이미지;를 합성(superposition)함으로써 형성될 수 있다.A CGH (Computer Generated Hologram) image formed by the spatial light modulator includes a circular region centered on the laser beam incident on the spatial light modulator; And a plurality of toric areas formed around the circular area and having the same center point as the circle area, wherein in the circular area and the plurality of toric areas, the brightness is set to gradually increase from the outside toward the inside in the radial direction A first CGH image; And a plurality of blazed grating-shaped patterns, wherein the patterns of the plurality of blazed grating shapes are superposed by superposing a second CGH image whose brightness is set to gradually increase in brightness in one direction .

상기 레이저 빔은 상기 공간 광 변조기에 의해 가우시안(Gaussian) 빔에서 플랫탑(flat-top) 빔으로 변조 및 스티어링(steering)될 수 있다.The laser beam may be modulated and steered from a Gaussian beam to a flat-top beam by the spatial light modulator.

다른 측면에 있어서,In another aspect,

가공대상물에 레이저 빔을 집광시킴으로써, 상기 가공대상물에 비아홀(via hole)을 형성하는 레이저 가공장치에 있어서, 상기 레이저 빔을 출사하는 레이저 광원; 상기 레이저 광원에 의해 출사된 상기 레이저 빔을 변조하는 공간 광 변조기; 상기 공간 광 변조기에 의해 변조된 상기 레이저 빔을 상기 가공대상물에 집광시키는 집광 광학계;를 포함하고, 상기 집광 광학계는 제1 초점거리를 갖는 제1 렌즈 및 제2 초점거리를 갖는 제2 렌즈를 포함하는 레이저 가공장치가 개시된다.A laser processing apparatus for forming a via hole in an object to be processed by condensing a laser beam on an object to be processed, the laser processing apparatus comprising: a laser light source for emitting the laser beam; A spatial light modulator for modulating the laser beam emitted by the laser light source; And a condensing optical system for condensing the laser beam modulated by the spatial light modulator onto the object to be processed, wherein the condensing optical system includes a first lens having a first focal length and a second lens having a second focal length A laser processing apparatus is disclosed.

상기 공간 광 변조기는 실리콘 상층액정(Liquid crystal on silicon, LCOS)을 포함하고, 상기 공간 광 변조기는 상기 실리콘 상층액정에 전계를 형성하여, 액정 분자의 배열을 변화시킴으로써 상기 레이저 빔을 변조할 수 있다.The spatial light modulator includes a liquid crystal on silicon (LCOS), and the spatial light modulator modulates the laser beam by changing an arrangement of liquid crystal molecules by forming an electric field in the silicon upper layer liquid crystal .

상기 공간 광 변조기에 의해 형성된 CGH(Computer Generated Hologram) 이미지는 상기 공간 광 변조기에 입사되는 상기 레이저 빔에 대해 중심에 위치하는 원 영역; 및 상기 원 영역의 주위에 형성되는 것으로 상기 원 영역과 동일한 중심점을 갖는 복수의 원환 영역을 가지며; 상기 원 영역 및 상기 복수의 원환 영역에서는 지름 방향 외측에서 내측으로 감에 따라서 명도가 서서히 밝아지도록 설정되어 있을 수 있다.A CGH (Computer Generated Hologram) image formed by the spatial light modulator includes a circular region centered on the laser beam incident on the spatial light modulator; And a plurality of annular regions formed around the circular regions and having the same center point as the circular regions; In the circular region and the plurality of toric regions, the brightness may be set to gradually increase from the outside toward the inside in the radial direction.

상기 레이저 빔은 상기 공간 광 변조기에 의해 가우시안(Gaussian) 빔에서 플랫탑(flat-top) 빔으로 변조될 수 있다.The laser beam can be modulated from a Gaussian beam into a flat-top beam by the spatial light modulator.

상기 공간 광 변조기에 의해 형성된 CGH(Computer Generated Hologram) 이미지는 복수의 블레이즈 그레이팅(blazed grating) 형상의 패턴을 포함하고, 상기 복수의 블레이즈 그레이팅 형상의 패턴은 일방향으로 감에 따라서 명도가 서서히 밝아지도록 설정되어 있을 수 있다.Wherein the computer generated hologram (CGH) image formed by the spatial light modulator includes a plurality of blazed grating patterns, and the plurality of blazed grating patterns are set so that the brightness gradually increases in one direction .

상기 레이저 빔은 상기 공간 광 변조기에 의해 스티어링(steering)될 수 있다.The laser beam may be steered by the spatial light modulator.

제1 렌즈 및 제2 렌즈 사이에 마련되는 스캐너;를 더 포함될 수 있다.And a scanner provided between the first lens and the second lens.

상기 공간 광 변조기에 의해 형성된 CGH(Computer Generated Hologram) 이미지는, 상기 공간 광 변조기에 입사되는 상기 레이저 빔에 대해 중심에 위치하는 원 영역; 및 상기 원 영역의 주위에 형성되는 것으로 상기 원 영역과 동일한 중심점을 갖는 복수의 원환 영역을 가지고, 상기 원 영역 및 상기 복수의 원환 영역에서는 지름 방향 외측에서 내측으로 감에 따라서 명도가 서서히 밝아지도록 설정되어 있는 제1 CGH 이미지; 및 복수의 블레이즈 그레이팅(blazed grating) 형상의 패턴을 포함하고, 상기 복수의 블레이즈 그레이팅 형상의 패턴은 일방향으로 감에 따라서 명도가 서서히 밝아지도록 설정되어 있는 제2 CGH 이미지;를 합성(superposition)함으로써 형성될 수 있다.A CGH (Computer Generated Hologram) image formed by the spatial light modulator includes a circular region centered on the laser beam incident on the spatial light modulator; And a plurality of toric areas formed around the circular area and having the same center point as the circle area, wherein in the circular area and the plurality of toric areas, the brightness is set to gradually increase from the outside toward the inside in the radial direction A first CGH image; And a plurality of blazed grating-shaped patterns, wherein the patterns of the plurality of blazed grating shapes are superposed by superposing a second CGH image whose brightness is set to gradually increase in brightness in one direction .

상기 레이저 빔은 상기 공간 광 변조기에 의해 가우시안(Gaussian) 빔에서 플랫탑(flat-top) 빔으로 변조 및 스티어링(steering)될 수 있다.The laser beam may be modulated and steered from a Gaussian beam to a flat-top beam by the spatial light modulator.

또 다른 측면에 있어서,In yet another aspect,

가공대상물에 레이저 빔을 집광시킴으로써, 상기 가공대상물에 비아홀(via hole)을 형성하는 레이저 가공장치에 있어서, 상기 가공대상물이 안착되는 스테이지; 상기 레이저 빔을 출사하는 레이저 광원; 구동에 의하여 상기 레이저 광원으로부터 출사된 상기 레이저 빔을 가공대상물의 소정 위치로 이동시키는 제1 및 제2 미러; 상기 레이저 빔을 변조하여 상기 가공대상물에 집광시키는 공간 광 변조 시스템;을 포함하고, 상기 공간 광 변조 시스템은, 상기 레이저 빔을 변조하는 공간 광 변조기; 상기 공간 광 변조기에 의해 변조된 상기 레이저 빔을 상기 가공대상물에 집광시키는 집광 광학계;를 포함하는 레이저 가공장치가 개시된다.A laser machining apparatus for forming a via hole in an object to be processed by condensing a laser beam on the object, comprising: a stage on which the object to be processed is seated; A laser light source for emitting the laser beam; First and second mirrors for moving the laser beam emitted from the laser light source to a predetermined position of the object by driving; And a spatial light modulation system for modulating the laser beam and condensing the modulated laser beam on the object, wherein the spatial light modulation system comprises: a spatial light modulator for modulating the laser beam; And a condensing optical system for condensing the laser beam modulated by the spatial light modulator onto the object to be processed.

상기 공간 광 변조기는 실리콘 상층액정(Liquid crystal on silicon, LCOS)을 포함하고, 상기 공간 광 변조기는 상기 실리콘 상층액정에 전계를 형성하여, 액정 분자의 배열을 변화시킴으로써 상기 레이저 빔을 변조할 수 있다.The spatial light modulator includes a liquid crystal on silicon (LCOS), and the spatial light modulator modulates the laser beam by changing an arrangement of liquid crystal molecules by forming an electric field in the silicon upper layer liquid crystal .

예시적인 실시예에 따르면, 가공대상물 가공 시에 발생할 수 있는 문제점들에 대해, 광학계의 정렬을 추가적으로 변경하는 것 없이 컴퓨터 프로그래밍을 통한 공간 광 변조기의 액정 분자의 배열을 변화시킴으로써 레이저 빔을 변조할 수 있다.According to an exemplary embodiment, it is possible to modulate the laser beam by changing the arrangement of the liquid crystal molecules of the spatial light modulator through computer programming, without further altering the alignment of the optical system, have.

도 1a은 PCB 기판을 개략적으로 도시한 단면이고, 도 1b는 PCB 기판에 비아홀을 가공한 것을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2a 내지 도 2c는 PCB 기판에 비아홀 가공 시 발생할 수 있는 바닥면 가공품질 불량에 대한 예시를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 레이저 빔을 플랫탑(flat-top) 형태의 레이저 빔으로 변조하기 위한 공간 광 변조기의 액정층에 표시된 액정 분자 배열의 CGH(Computer Generated Hologram) 이미지이다.
도 5a 및 도 5b는 가우시안(Gaussian) 형태의 레이저 빔의 에너지 분포를 나타낸 것이다.
도 6a 및 도 6b는 플랫탑(flat-top) 형태의 레이저 빔의 에너지 분포를 나타낸 것이다.
도 7은 일 실시예에 따른 레이저 가공장치에서, 레이저 빔을 스티어링(steering)하는 것을 개략적으로 도시한 것이다.
도 8a는 레이저 빔을 스티어링(steering)하기 위한 공간 광 변조기의 액정층에 표시된 액정 분자 배열의 CGH 이미지이다.
도 8b는 도 4에 도시된 CGH 이미지와 도 8a에 도시된 CGH 이미지를 합성(superposition)한 것을 도시한 CGH 이미지이다.
도 9는 다른 실시예에 따른 레이저 가공장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 10은 도 9에 도시된 레이저 가공장치에서, 레이저 빔을 스티어링(steering)하는 것을 개략적으로 도시한 것이다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 레이저 가공장치를 개략적으로 도시한 것이다.1A is a cross-sectional view schematically showing a PCB substrate, and FIG. 1B is a cross-sectional view schematically illustrating a via hole formed in a PCB substrate.
FIGS. 2A to 2C are cross-sectional views illustrating examples of poor quality of the bottom surface processing that may occur when a via hole is formed on a PCB substrate.
3 schematically shows a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a CGH (Computer Generated Hologram) image of a liquid crystal molecule array displayed on a liquid crystal layer of a spatial light modulator for modulating a laser beam into a flat-top type laser beam.
5A and 5B show energy distributions of a Gaussian laser beam.
6A and 6B show the energy distribution of a flat-top type laser beam.
7 schematically shows steering a laser beam in a laser processing apparatus according to an embodiment.
8A is a CGH image of a liquid crystal molecule array displayed on a liquid crystal layer of a spatial light modulator for steering a laser beam.
FIG. 8B is a CGH image showing superposition of the CGH image shown in FIG. 4 and the CGH image shown in FIG. 8A.
Fig. 9 schematically shows a laser machining apparatus according to another embodiment.
Fig. 10 schematically shows steering a laser beam in the laser machining apparatus shown in Fig. 9. Fig.
11 schematically shows a laser processing apparatus according to another embodiment.

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. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters 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 referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공장치(100)를 개략적으로 도시한 것이다.3 schematically shows a laser machining apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 가공대상물(40)에 비아홀(via hole)을 형성하는 레이저 가공장치(100)는 레이저 빔(L)을 출사하는 레이저 광원(10), 레이저 광원(10)에 의해 출사된 레이저 빔(L)을 변조하는 공간 광 변조기(20) 및 집광 렌즈(30)를 포함한다.3, a laser processing apparatus 100 for forming a via hole in an object 40 includes a laser light source 10 for emitting a laser beam L, a laser light source 10 for emitting a laser light L And a spatial light modulator 20 and a condenser lens 30 for modulating the laser beam L. [

가공대상물(40)은 반도체 재료로 형성된 반도체 기판이나 압전 재료로 형성된 압전 기판 등을 포함하는 판 모양의 부재(예를 들면, 기판, 웨이퍼 등)가 될 수 있으며, PCB 기판이 될 수 있다.The object to be processed 40 may be a semiconductor substrate formed of a semiconductor material, a plate-like member (e.g., a substrate, a wafer, etc.) including a piezoelectric substrate formed of a piezoelectric material, or the like, and may be a PCB substrate.

레이저 광원(10)은 레이저 빔(L)을 방출하는 수단을 말하는 것으로, 이러한 레이저 광원(10)은 레이저 빔(L)을 발생시키는 물질의 종류에 따라 기체, 액체, 고체 레이저 광원 등으로 다양하게 분류될 수 있다. 또한, 레이저 광원(10)은 예를 들면 펄스형 레이저 빔을 방출할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 가공 작업의 종류에 따라 연속파형 레이저 빔을 방출하는 것도 가능하다.The laser light source 10 is a means for emitting the laser beam L. The laser light source 10 can be variously used as a gas, a liquid, a solid laser light source, or the like depending on the kind of material generating the laser beam L. Can be classified. Further, the laser light source 10 can emit, for example, a pulsed laser beam, but it is not limited to this, and it is also possible to emit a continuous-wave laser beam depending on the type of the working operation.

공간 광 변조기(20)는 레이저 광원(10)으로부터 출사된 레이저 빔(L)을 변조하는 것으로, 실리콘 상층액정(Liquid crystal on silicon, LCOS)을 포함하는 반사형 공간 광 변조기(Spatial Light Modulator, SLM)가 될 수 있다. 반사형 공간 광 변조기(20)는 입사되는 레이저 빔(L)을 변조하고, 레이저 빔(L)을 입사된 방향과 반대의 방향으로 반사시킬 수 있다.The spatial light modulator 20 modulates a laser beam L emitted from the laser light source 10 and is a spatial light modulator (SLM) including a silicon crystal liquid crystal (LCOS) ). The reflective spatial light modulator 20 modulates the incident laser beam L and can reflect the laser beam L in a direction opposite to the incident direction.

공간 광 변조기(20)는 실리콘 기판(미도시), 구동 회로층(미도시), 복수의 화소 전극(미도시), 유전체 다층막 미러 등의 반사막(미도시), 배향막(미도시), 액정층(미도시), 배향막(미도시), 투명 도전막(미도시), 및 유리 기판 등의 투명 기판(미도시)을 구비할 수 있으며, 이것들이 이 순으로 적층되어 있을 수 있다.The spatial light modulator 20 includes a reflective film (not shown) such as a silicon substrate (not shown), a driving circuit layer (not shown), a plurality of pixel electrodes (not shown), a dielectric multilayer mirror, (Not shown) such as a transparent conductive film (not shown), an orientation film (not shown), a transparent conductive film (not shown), and a glass substrate. These elements may be stacked in this order.

공간 광 변조기(20)의 상기 액정층은 상기 화소 전극 및 상기 투명 도전막에 의해 형성되는 전계에 따라 레이저 빔(L)을 변조할 수 있다. 즉, 실리콘 상층액정에 형성된 전계의 크기에 따라 액정 분자의 배열이 변화될 수 있으며, 이에 따라 각 화소에 대응한 위치의 액정층의 굴절률이 변화될 수 있다. 이러한 굴절률의 변화에 의해, 인가된 전압에 따라서 레이저 빔(L)의 위상을 액정층의 화소마다 변화시킬 수 있다. 즉, 화소마다 액정층에 의해서 변조를 부여하는 홀로그램 패턴으로서의 변조 패턴을 공간 광 변조기(20)의 액정층에 표시시킬 수 있으며, 액정층에 표시되는 변조 패턴은 CGH(Computer Generated Hologram) 이미지로 표현될 수 있다.The liquid crystal layer of the spatial light modulator 20 can modulate the laser beam L according to an electric field formed by the pixel electrode and the transparent conductive film. That is, the arrangement of the liquid crystal molecules can be changed according to the size of the electric field formed in the silicon upper layer liquid crystal, so that the refractive index of the liquid crystal layer at the position corresponding to each pixel can be changed. With this change in the refractive index, the phase of the laser beam L can be changed for each pixel of the liquid crystal layer in accordance with the applied voltage. That is, a modulation pattern serving as a hologram pattern for giving modulation by the liquid crystal layer to each pixel can be displayed on the liquid crystal layer of the spatial light modulator 20, and the modulation pattern displayed on the liquid crystal layer can be expressed as a CGH (Computer Generated Hologram) .

집광 렌즈(30)는 공간 광 변조기(20)에 의해 변조된 레이저 빔(L)을 가공대상물(40)에 집광시킬 수 있다. 집광 렌즈(30)의 초점거리는 f1이 될 수 있으며, 집광 렌즈(30)의 일 측 초평면(focal plane)에는 공간 광 변조기(20)가 위치하고, 집광 렌즈(30)의 타 측 초평면에는 가공대상물(40)이 위치할 수 있다.The condensing lens 30 can condense the laser beam L modulated by the spatial light modulator 20 onto the object 40. [ The focal distance of the condensing lens 30 may be f1 and the spatial light modulator 20 is located on one side focal plane of the condensing lens 30 and the object to be processed 40 may be located.

도 4는 레이저 빔을 플랫탑(flat-top) 형태의 레이저 빔으로 변조하기 위한 공간 광 변조기(20)의 액정층에 표시된 액정 분자 배열의 CGH(Computer Generated Hologram) 이미지이다. 또한, 도 5a 및 도 5b는 가우시안(Gaussian) 형태의 레이저 빔의 에너지 분포를 나타낸 것이고, 도 6a 및 도 6b는 플랫탑(flat-top) 형태의 레이저 빔의 에너지 분포를 나타낸 것이다.4 is a CGH (Computer Generated Hologram) image of a liquid crystal molecule array displayed on a liquid crystal layer of a spatial light modulator 20 for modulating a laser beam into a flat-top type laser beam. 5A and 5B show energy distributions of a Gaussian laser beam, and FIGS. 6A and 6B show energy distributions of a flat-top laser beam. FIG.

도 4를 참조하면, 공간 광 변조기(20)에 의해 형성된 액정 분자 배열의 CGH 이미지는 공간 광 변조기(20)에 입사되는 레이저 빔(L)에 대해 중심에 위치하는 원 영역(P1)과 원 영역(P1)의 주위에 형성되는 것으로 원 영역(P1)과 동일한 중심점을 갖는 복수의 원환 영역(P2)을 가질 수 있다. 원 영역(P1) 및 복수의 원환 영역(P2)에서는 지름 방향 외측에서 내측으로 감에 따라서 명도가 서서히 밝아지도록 설정되어 있을 수 있다.4, the CGH image of the liquid crystal molecule array formed by the spatial light modulator 20 is divided into a circular region P1 located at the center with respect to the laser beam L incident on the spatial light modulator 20, (P2) having the same center point as that of the original region (P1), which is formed in the periphery of the circular region (P1). In the circular region P1 and the plurality of toric regions P2, the brightness may be set to gradually increase from the outside in the radial direction toward the inside.

이러한 CGH 이미지에 대응하는 액정 분자 배열을 공간 광 변조기(20)의 액정층에 표시시켜 레이저 가공을 수행하는 경우, 공간 광 변조기(20)에 입사된 가우시안(Gaussian) 형태의 에너지 분포를 갖는 레이저 빔(도 5a 및 도 5b 참조)은 공간 광 변조기(20)에서 반사되면서 플랫탑(flat-top) 형태의 레이저 빔(도 6a 및 도 6b 참조)으로 변조될 수 있다. When a liquid crystal molecule array corresponding to the CGH image is displayed on the liquid crystal layer of the spatial light modulator 20 to perform laser processing, a laser beam having a Gaussian energy distribution incident on the spatial light modulator 20 (See FIGS. 5A and 5B) can be modulated into a flat-top shaped laser beam (see FIGS. 6A and 6B) while being reflected by the spatial light modulator 20.

도 7은 일 실시예에 따른 레이저 가공장치(100)에서, 레이저 빔(L)을 스티어링(steering)하는 것을 개략적으로 도시한 것이다. 또한, 도 8a는 레이저 빔을 스티어링(steering)하기 위한 공간 광 변조기(20)의 액정층에 표시된 액정 분자 배열의 CGH 이미지이다.7 schematically shows the steering of the laser beam L in the laser machining apparatus 100 according to one embodiment. 8A is a CGH image of a liquid crystal molecule array displayed on the liquid crystal layer of the spatial light modulator 20 for steering a laser beam.

도 7을 참조하면, 레이저 빔(L1)은 레이저 빔을 스티어링 하기 전의 레이저 빔의 경로를 도시한 것이다. Referring to FIG. 7, the laser beam L1 shows the path of the laser beam before steering the laser beam.

도 8a를 참조하면, 공간 광 변조기(20)에 의해 형성된 액정 분자 배열의 CGH 이미지는 복수의 블레이즈 그레이팅(blazed grating) 형상의 패턴을 포함하고, 복수의 블레이즈 그레이팅 형상의 패턴은 일방향으로 감에 따라서 명도가 서서히 밝아지도록 설정되어 있을 수 있다. Referring to FIG. 8A, the CGH image of the liquid crystal molecule array formed by the spatial light modulator 20 includes a plurality of blazed grating-shaped patterns, and the plurality of blazed grating-shaped patterns are arranged in one direction The brightness may be set to gradually increase.

다시 도 7을 참조하면, 도 8a에 도시된 CGH 이미지에 대응하는 액정 분자 배열을 공간 광 변조기(20)의 액정층에 표시시켜 레이저 가공을 수행하는 경우, 공간 광 변조기(20)에 입사된 레이저 빔(L)은 θ만큼 스티어링되어 레이저 빔(L2)의 경로를 따라 진행될 수 있다. 그 결과, 집광 렌즈(30)의 타 측 초평면에 위치한 가공대상물(40)에서 d=fθ에 해당하는 길이만큼 집광점의 위치가 이동할 수 있다. 또는, 공간 광 변조기(20) 및 집광 렌즈(30) 사이에 스캐너(미도시)를 마련함으로써, 레이저 빔(L)을 스티어링 할 수도 있다.Referring again to FIG. 7, when laser processing is performed by displaying the liquid crystal molecule array corresponding to the CGH image shown in FIG. 8A on the liquid crystal layer of the spatial light modulator 20, the laser light incident on the spatial light modulator 20 The beam L can be steered by? And proceed along the path of the laser beam L2. As a result, the position of the light-converging point can be shifted by a length corresponding to d = f? In the object to be processed 40 located on the other ultra-flat surface of the condensing lens 30. Alternatively, a laser beam L may be steered by providing a scanner (not shown) between the spatial light modulator 20 and the condenser lens 30.

도 8b는 도 4에 도시된 CGH 이미지와 도 8a에 도시된 CGH 이미지를 합성(superposition)한 것을 도시한 CGH 이미지이다.FIG. 8B is a CGH image showing superposition of the CGH image shown in FIG. 4 and the CGH image shown in FIG. 8A.

도 8b를 참조하면, 도 4에 도시된 CGH 이미지와 도 8a에 도시된 CGH 이미지를 합성하는 경우, 도 8b에 도시된 CGH 이미지를 얻을 수 있다. 도 8b에 도시된 CGH 이미지에 대응하는 액정 분자 배열을 공간 광 변조기(20)의 액정층에 표시시켜 레이저 가공을 수행하는 경우, 공간 광 변조기(20)에 가우시안(Gaussian) 형태의 에너지 분포를 갖는 레이저 빔(도 5a 및 도 5b 참조)은 공간 광 변조기(20)에서 반사되면서 플랫탑(flat-top) 형태의 레이저 빔(도 6a 및 도 6b 참조)으로 변조될 수 있으며, 또한, 도 7과 같이 θ만큼 스티어링되어 레이저 빔(L2)의 경로를 따라 진행될 수 있다.Referring to FIG. 8B, when the CGH image shown in FIG. 4 and the CGH image shown in FIG. 8A are synthesized, the CGH image shown in FIG. 8B can be obtained. When a liquid crystal molecule array corresponding to the CGH image shown in FIG. 8B is displayed on the liquid crystal layer of the spatial light modulator 20 to perform laser processing, the spatial light modulator 20 has a Gaussian energy distribution The laser beam (see FIGS. 5A and 5B) can be modulated into a flat-top shaped laser beam (see FIGS. 6A and 6B) while being reflected by the spatial light modulator 20, And can proceed along the path of the laser beam L2.

도 9는 다른 실시예에 따른 레이저 가공장치(200)를 개략적으로 도시한 것이다.Fig. 9 schematically shows a laser machining apparatus 200 according to another embodiment.

도 9를 참조하면, 가공대상물(240)에 비아홀(via hole)을 형성하는 레이저 가공장치(200)는 레이저 빔(L)을 출사하는 레이저 광원(210), 레이저 광원(210)에 의해 출사된 레이저 빔(L)을 변조하는 공간 광 변조기(220) 및 공간 광 변조기(220)에 의해 변조된 레이저 빔을 가공대상물(240)에 집광시키는 집광 광학계를 포함한다.9, a laser processing apparatus 200 for forming a via hole in an object to be processed 240 includes a laser light source 210 for emitting a laser beam L, a laser light source 210 for emitting a laser beam L A spatial light modulator 220 for modulating the laser beam L and a condensing optical system for condensing the laser beam modulated by the spatial light modulator 220 onto the object 240. [

레이저 광원(210), 공간 광 변조기(220) 및 가공대상물(240)은 도 3에서 전술한 레이저 광원(10), 공간 광 변조기(20) 및 가공대상물(40)과 동일할 수 있다.The laser light source 210, the spatial light modulator 220 and the object to be processed 240 may be the same as the laser light source 10, the spatial light modulator 20 and the object to be processed 40 described above with reference to FIG.

집광 광학계는 제1 초점거리(f1)를 갖는 제1 렌즈(230a, 230b) 및 제2 초점거리(f2)를 갖는 제2 렌즈(230c)를 포함할 수 있다.The condensing optical system may include first lenses 230a and 230b having a first focal length f1 and a second lens 230c having a second focal length f2.

도 9에 도시된 레이저 가공장치(200)는 도 3에 도시된 레이저 가공장치(100)와 등가의 시스템일 수 있으며, 4f 시스템을 이용하여 광학계 구성에 대한 공간적인 활용을 다르게 한 것이다.The laser machining apparatus 200 shown in FIG. 9 may be an equivalent system to the laser machining apparatus 100 shown in FIG. 3, and differs in terms of spatial utilization of the optical system configuration using the 4f system.

공간 광 변조기(220)에 입사된 레이저 빔(L)은 공간 광 변조기(220)의 액정층에 표시된 변조 패턴에 의해 반사됨으로써 상기 변조 패턴에 따라 변조되고, 제1 렌즈(230a)에 입사된다. 제1 렌즈(230a)에 입사된 레이저 빔은 평행광으로 제2 렌즈(230c)에 입사되도록 파면 형상이 조절될 수 있다. 구체적으로, 레이저 빔이 제1 렌즈(230a)를 투과하여 수렴되고, 공초점을 거쳐 발산된 후, 제1 렌즈(230b)를 투과한 후 다시 평행광이 된다. 그리고, 레이저 빔은 제2 렌즈(230c)에 입사된 후, 제2 렌즈(230c)의 일 측 초평면에 위치한 가공대상물(240)에 집광될 수 있다.The laser beam L incident on the spatial light modulator 220 is modulated by the modulation pattern displayed on the liquid crystal layer of the spatial light modulator 220 and modulated according to the modulation pattern and is incident on the first lens 230a. The shape of the wave front can be adjusted so that the laser beam incident on the first lens 230a is incident on the second lens 230c as parallel light. Specifically, the laser beam is transmitted through the first lens 230a, is converged, diverged through the confocal, transmitted through the first lens 230b, and then becomes parallel. The laser beam is incident on the second lens 230c and then focused on the object to be processed 240 located at one side of the second lens 230c.

도 10은 도 9에 도시된 레이저 가공장치(200)에서, 레이저 빔(L)을 스티어링(steering)하는 것을 개략적으로 도시한 것이다.Fig. 10 schematically shows the steering of the laser beam L in the laser machining apparatus 200 shown in Fig.

도 10을 참조하면, 레이저 빔(L1)은 레이저 빔을 스티어링 하기 전의 레이저 빔의 경로를 도시한 것이다.Referring to FIG. 10, the laser beam L1 shows the path of the laser beam before steering the laser beam.

도 8a에 도시된 CGH 이미지에 대응하는 액정 분자 배열을 공간 광 변조기(220)의 액정층에 표시시켜 레이저 가공을 수행하는 경우, 공간 광 변조기(220)에 입사된 레이저 빔(L)은 θ만큼 스티어링되어 레이저 빔(L2)의 경로를 따라 진행될 수 있다. 그 결과, 제2 렌즈(230c)의 일 측 초평면에 위치한 가공대상물(240)에서 d=fθ에 해당하는 길이만큼 집광점의 위치가 이동할 수 있다. 또는, 공간 광 변조기(20) 및 집광 렌즈(30) 사이에 제1 렌즈(230b)와 제2 렌즈(230c) 사이 즉, A 위치에 스캐너(미도시)를 마련함으로써, 레이저 빔(L)을 스티어링 할 수도 있다.When a liquid crystal molecule array corresponding to the CGH image shown in FIG. 8A is displayed on the liquid crystal layer of the spatial light modulator 220 to perform laser processing, the laser beam L incident on the spatial light modulator 220 is rotated by? And can be steered and proceed along the path of the laser beam L2. As a result, the position of the light-converging point can be shifted by a length corresponding to d = f? In the object to be processed 240 located on the one-sided hyperplane of the second lens 230c. Alternatively, a scanner (not shown) may be provided between the first lens 230b and the second lens 230c, that is, between the spatial light modulator 20 and the condenser lens 30, You can also steer.

도 11은 또 다른 실시예에 따른 레이저 가공장치(500)를 개략적으로 도시한 것이다.Fig. 11 schematically shows a laser machining apparatus 500 according to another embodiment.

도 11을 참조하면, 레이저 가공장치(500)는 가공대상물(540)이 안착되는 스테이지(550), 레이저 빔을 출사하는 레이저 광원(510), 구동에 의하여 레이저 광원(510)으로부터 출사된 레이저 빔을 가공대상물(540)의 소정 위치로 이동시키는 제1 및 제2 미러(m1, m2), 레이저 빔을 변조하여 가공대상물(540)에 집광시키는 공간 광 변조 시스템(300)을 포함한다.11, a laser machining apparatus 500 includes a stage 550 on which a workpiece 540 is placed, a laser light source 510 for emitting a laser beam, a laser beam 510 emitted from the laser light source 510 by driving, First and second mirrors m1 and m2 for moving the laser beam to a predetermined position of the object to be processed 540, and a spatial light modulation system 300 for modulating the laser beam and condensing the laser beam on the object to be processed 540. [

레이저 광원(510) 및 가공대상물(540)은 도 3에서 전술한 레이저 광원(10) 및 가공대상물(40)과 동일할 수 있다.The laser light source 510 and the object to be processed 540 may be the same as the laser light source 10 and the object to be processed 40 described above with reference to FIG.

공간 광 변조 시스템(330)은 레이저 빔을 변조하는 공간 광 변조기 및 상기 공간 광 변조기에 의해 변조된 레이저 빔을 가공대상물(540)에 집광시키는 집광 광학계를 포함할 수 있다.The spatial light modulation system 330 may include a spatial light modulator for modulating the laser beam and a condensing optical system for condensing the laser beam modulated by the spatial light modulator onto the object 540.

상기 공간 광 변조기는 도 3에서 전술한 공간 광 변조기(20)와 동일할 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.The spatial light modulator may be the same as the spatial light modulator 20 described above with reference to FIG. 3, and a detailed description thereof will be omitted.

제3 미러(m3)는 레이저 광원(510)에서 출사되어 제1 및 제2 미러(m1, m2)에 의해 이동되는 레이저 빔이 공간 광 변조 시스템(330)으로 입사되도록 유도하는 역할을 할 수 있다.The third mirror m3 may serve to guide the laser beam emitted from the laser light source 510 and moved by the first and second mirrors m1 and m2 to be incident on the spatial light modulation system 330 .

공간 광 변조 시스템(300)은 가공대상물(540)에 대해 수직인 방향(Z축 방향)으로 움직임으로써, 가공대상물(540)에 집광점이 형성되도록 할 수 있다.The spatial light modulation system 300 can move in the direction perpendicular to the object 540 (Z-axis direction), so that the light-converging point can be formed in the object 540.

스테이지(550)는 가공대상물(540)을 수평방향(예를 들면, X축 및 Y축 방향)으로 이동시킴으로써, 가공대상물(540)의 전 영역을 가공하도록 할 수 있다.The stage 550 can process the entire area of the object 540 by moving the object 540 in the horizontal direction (e.g., the X-axis and Y-axis directions).

위 실시예들에 따른 레이저 가공장치는 가공대상물 가공 시에 발생할 수 있는 문제점들에 대해, 광학계의 정렬을 추가적으로 변경하는 것 없이 컴퓨터 프로그래밍을 통한 공간 광 변조기의 액정 분자의 배열을 변화시킴으로써 레이저 빔을 변조할 수 있다The laser processing apparatus according to the above embodiments can change the arrangement of the liquid crystal molecules of the spatial light modulator through computer programming without causing any further change in the alignment of the optical system, Can Modulate

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.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also 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 defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

1 … PCB 기판
3, 7 … 구리층
5 … 수지층
100, 200, 500 … 레이저 가공장치
10, 210, 510 … 레이저 광원
20, 220 … 공간 광 변조기
30 … 집광 렌즈
40, 240, 540 … 가공대상물
230a, 230b … 제1 렌즈
230c … 제2 렌즈
300 … 공간 광 변조 시스템
550 … 스테이지One … PCB substrate
3, 7 ... Copper layer
5 ... Resin layer
100, 200, 500 ... Laser processing equipment
10, 210, 510 ... Laser light source
20, 220 ... Spatial light modulator
30 ... Condensing lens
40, 240, 540 ... Object to be processed
230a, 230b ... The first lens
230c ... The second lens
300 ... Spatial light modulation system
550 ... stage

Claims (20)

가공대상물에 레이저 빔을 집광시킴으로써, 상기 가공대상물에 비아홀(via hole)을 형성하는 레이저 가공장치에 있어서,
상기 레이저 빔을 출사하는 레이저 광원;
상기 레이저 광원에 의해 출사된 상기 레이저 빔을 변조하는 공간 광 변조기;
상기 공간 광 변조기에 의해 변조된 상기 레이저 빔을 상기 가공대상물에 집광시키는 집광 렌즈;를 포함하는 레이저 가공장치.A laser processing apparatus for forming a via hole in an object to be processed by condensing a laser beam on an object to be processed,
A laser light source for emitting the laser beam;
A spatial light modulator for modulating the laser beam emitted by the laser light source;
And a condensing lens for condensing the laser beam modulated by the spatial light modulator onto the object to be processed. 제 1 항에 있어서,
상기 공간 광 변조기는 실리콘 상층액정(Liquid crystal on silicon, LCOS)을 포함하고,
상기 공간 광 변조기는 상기 실리콘 상층액정에 전계를 형성하여, 액정 분자의 배열을 변화시킴으로써 상기 레이저 빔을 변조하는 레이저 가공장치.The method according to claim 1,
The spatial light modulator includes a liquid crystal on silicon (LCOS)
Wherein the spatial light modulator modulates the laser beam by changing an arrangement of liquid crystal molecules by forming an electric field in the silicon upper layer liquid crystal. 제 2 항에 있어서,
상기 공간 광 변조기에 의해 형성된 CGH(Computer Generated Hologram) 이미지는 상기 공간 광 변조기에 입사되는 상기 레이저 빔에 대해 중심에 위치하는 원 영역; 및 상기 원 영역의 주위에 형성되는 것으로 상기 원 영역과 동일한 중심점을 갖는 복수의 원환 영역을 가지며;
상기 원 영역 및 상기 복수의 원환 영역에서는 지름 방향 외측에서 내측으로 감에 따라서 명도가 서서히 밝아지도록 설정되어 있는 레이저 가공장치.3. The method of claim 2,
A CGH (Computer Generated Hologram) image formed by the spatial light modulator includes a circular region centered on the laser beam incident on the spatial light modulator; And a plurality of annular regions formed around the circular regions and having the same center point as the circular regions;
And the brightness is gradually increased in the radial direction from the outside toward the inside in the circular region and the plurality of circular regions. 제 3 항에 있어서,
상기 레이저 빔은 상기 공간 광 변조기에 의해 가우시안(Gaussian) 빔에서 플랫탑(flat-top) 빔으로 변조되는 레이저 가공장치.The method of claim 3,
Wherein the laser beam is modulated from a Gaussian beam into a flat-top beam by the spatial light modulator. 제 2 항에 있어서,
상기 공간 광 변조기에 의해 형성된 CGH(Computer Generated Hologram) 이미지는 복수의 블레이즈 그레이팅(blazed grating) 형상의 패턴을 포함하고, 상기 복수의 블레이즈 그레이팅 형상의 패턴은 일방향으로 감에 따라서 명도가 서서히 밝아지도록 설정되어 있는 레이저 가공장치.3. The method of claim 2,
The computer generated hologram (CGH) image formed by the spatial light modulator includes a plurality of blazed grating patterns, and the plurality of blazed grating patterns are set so that the brightness gradually increases in one direction The laser processing apparatus comprising: 제 5 항에 있어서,
상기 레이저 빔은 상기 공간 광 변조기에 의해 스티어링(steering)되는 레이저 가공장치.6. The method of claim 5,
Wherein the laser beam is steered by the spatial light modulator. 제 2 항에 있어서,
상기 공간 광 변조기 및 상기 집광 렌즈 사이에 마련되는 스캐너;를 더 포함하는 레이저 가공장치.3. The method of claim 2,
And a scanner provided between the spatial light modulator and the condenser lens. 제 2 항에 있어서,
상기 공간 광 변조기에 의해 형성된 CGH(Computer Generated Hologram) 이미지는,
상기 공간 광 변조기에 입사되는 상기 레이저 빔에 대해 중심에 위치하는 원 영역; 및 상기 원 영역의 주위에 형성되는 것으로 상기 원 영역과 동일한 중심점을 갖는 복수의 원환 영역을 가지고, 상기 원 영역 및 상기 복수의 원환 영역에서는 지름 방향 외측에서 내측으로 감에 따라서 명도가 서서히 밝아지도록 설정되어 있는 제1 CGH 이미지; 및
복수의 블레이즈 그레이팅(blazed grating) 형상의 패턴을 포함하고, 상기 복수의 블레이즈 그레이팅 형상의 패턴은 일방향으로 감에 따라서 명도가 서서히 밝아지도록 설정되어 있는 제2 CGH 이미지;를 합성(superposition)함으로써 형성되는 레이저 가공장치.3. The method of claim 2,
The CGH (Computer Generated Hologram) image formed by the spatial light modulator may be,
A circular region centered on the laser beam incident on the spatial light modulator; And a plurality of toric areas formed around the circular area and having the same center point as the circle area, wherein in the circular area and the plurality of toric areas, the brightness is set to gradually increase from the outside toward the inside in the radial direction A first CGH image; And
Wherein the pattern of the plurality of blazed grating shapes comprises a plurality of patterns of blazed grating shapes formed by superposing a second CGH image in which the brightness is set to gradually increase in brightness in one direction Laser processing apparatus. 제 8 항에 있어서,
상기 레이저 빔은 상기 공간 광 변조기에 의해 가우시안(Gaussian) 빔에서 플랫탑(flat-top) 빔으로 변조 및 스티어링(steering)되는 레이저 가공장치.9. The method of claim 8,
Wherein the laser beam is modulated and steered from a Gaussian beam to a flat-top beam by the spatial light modulator. 가공대상물에 레이저 빔을 집광시킴으로써, 상기 가공대상물에 비아홀(via hole)을 형성하는 레이저 가공장치에 있어서,
상기 레이저 빔을 출사하는 레이저 광원;
상기 레이저 광원에 의해 출사된 상기 레이저 빔을 변조하는 공간 광 변조기;
상기 공간 광 변조기에 의해 변조된 상기 레이저 빔을 상기 가공대상물에 집광시키는 집광 광학계;를 포함하고,
상기 집광 광학계는 제1 초점거리를 갖는 제1 렌즈 및 제2 초점거리를 갖는 제2 렌즈를 포함하는 레이저 가공장치.A laser processing apparatus for forming a via hole in an object to be processed by condensing a laser beam on an object to be processed,
A laser light source for emitting the laser beam;
A spatial light modulator for modulating the laser beam emitted by the laser light source;
And a condensing optical system for condensing the laser beam modulated by the spatial light modulator onto the object to be processed,
Wherein the light converging optical system includes a first lens having a first focal length and a second lens having a second focal length. 제 10 항에 있어서,
상기 공간 광 변조기는 실리콘 상층액정(Liquid crystal on silicon, LCOS)을 포함하고,
상기 공간 광 변조기는 상기 실리콘 상층액정에 전계를 형성하여, 액정 분자의 배열을 변화시킴으로써 상기 레이저 빔을 변조하는 레이저 가공장치.11. The method of claim 10,
The spatial light modulator includes a liquid crystal on silicon (LCOS)
Wherein the spatial light modulator modulates the laser beam by changing an arrangement of liquid crystal molecules by forming an electric field in the silicon upper layer liquid crystal. 제 11 항에 있어서,
상기 공간 광 변조기에 의해 형성된 CGH(Computer Generated Hologram) 이미지는 상기 공간 광 변조기에 입사되는 상기 레이저 빔에 대해 중심에 위치하는 원 영역; 및 상기 원 영역의 주위에 형성되는 것으로 상기 원 영역과 동일한 중심점을 갖는 복수의 원환 영역을 가지며;
상기 원 영역 및 상기 복수의 원환 영역에서는 지름 방향 외측에서 내측으로 감에 따라서 명도가 서서히 밝아지도록 설정되어 있는 레이저 가공장치.12. The method of claim 11,
A CGH (Computer Generated Hologram) image formed by the spatial light modulator includes a circular region centered on the laser beam incident on the spatial light modulator; And a plurality of annular regions formed around the circular regions and having the same center point as the circular regions;
And the brightness is gradually increased in the radial direction from the outside toward the inside in the circular region and the plurality of circular regions. 제 12 항에 있어서,
상기 레이저 빔은 상기 공간 광 변조기에 의해 가우시안(Gaussian) 빔에서 플랫탑(flat-top) 빔으로 변조되는 레이저 가공장치.13. The method of claim 12,
Wherein the laser beam is modulated from a Gaussian beam into a flat-top beam by the spatial light modulator. 제 11 항에 있어서,
상기 공간 광 변조기에 의해 형성된 CGH(Computer Generated Hologram) 이미지는 복수의 블레이즈 그레이팅(blazed grating) 형상의 패턴을 포함하고, 상기 복수의 블레이즈 그레이팅 형상의 패턴은 일방향으로 감에 따라서 명도가 서서히 밝아지도록 설정되어 있는 레이저 가공장치.12. The method of claim 11,
The computer generated hologram (CGH) image formed by the spatial light modulator includes a plurality of blazed grating patterns, and the plurality of blazed grating patterns are set so that the brightness gradually increases in one direction The laser processing apparatus comprising: 제 14 항에 있어서,
상기 레이저 빔은 상기 공간 광 변조기에 의해 스티어링(steering)되는 레이저 가공장치.15. The method of claim 14,
Wherein the laser beam is steered by the spatial light modulator. 제 10 항에 있어서,
제1 렌즈 및 제2 렌즈 사이에 마련되는 스캐너;를 더 포함하는 레이저 가공장치.11. The method of claim 10,
And a scanner provided between the first lens and the second lens. 제 11 항에 있어서,
상기 공간 광 변조기에 의해 형성된 CGH(Computer Generated Hologram) 이미지는,
상기 공간 광 변조기에 입사되는 상기 레이저 빔에 대해 중심에 위치하는 원 영역; 및 상기 원 영역의 주위에 형성되는 것으로 상기 원 영역과 동일한 중심점을 갖는 복수의 원환 영역을 가지고, 상기 원 영역 및 상기 복수의 원환 영역에서는 지름 방향 외측에서 내측으로 감에 따라서 명도가 서서히 밝아지도록 설정되어 있는 제1 CGH 이미지; 및
복수의 블레이즈 그레이팅(blazed grating) 형상의 패턴을 포함하고, 상기 복수의 블레이즈 그레이팅 형상의 패턴은 일방향으로 감에 따라서 명도가 서서히 밝아지도록 설정되어 있는 제2 CGH 이미지;를 합성(superposition)함으로써 형성되는 레이저 가공장치.12. The method of claim 11,
The CGH (Computer Generated Hologram) image formed by the spatial light modulator may be,
A circular region centered on the laser beam incident on the spatial light modulator; And a plurality of toric areas formed around the circular area and having the same center point as the circle area, wherein in the circular area and the plurality of toric areas, the brightness is set to gradually increase from the outside toward the inside in the radial direction A first CGH image; And
Wherein the pattern of the plurality of blazed grating shapes comprises a plurality of patterns of blazed grating shapes formed by superposing a second CGH image in which the brightness is set to gradually increase in brightness in one direction Laser processing apparatus. 제 17 항에 있어서,
상기 레이저 빔은 상기 공간 광 변조기에 의해 가우시안(Gaussian) 빔에서 플랫탑(flat-top) 빔으로 변조 및 스티어링(steering)되는 레이저 가공장치.18. The method of claim 17,
Wherein the laser beam is modulated and steered from a Gaussian beam to a flat-top beam by the spatial light modulator. 가공대상물에 레이저 빔을 집광시킴으로써, 상기 가공대상물에 비아홀(via hole)을 형성하는 레이저 가공장치에 있어서,
상기 가공대상물이 안착되는 스테이지;
상기 레이저 빔을 출사하는 레이저 광원;
구동에 의하여 상기 레이저 광원으로부터 출사된 상기 레이저 빔을 가공대상물의 소정 위치로 이동시키는 제1 및 제2 미러;
상기 레이저 빔을 변조하여 상기 가공대상물에 집광시키는 공간 광 변조 시스템;을 포함하고,
상기 공간 광 변조 시스템은,
상기 레이저 빔을 변조하는 공간 광 변조기;
상기 공간 광 변조기에 의해 변조된 상기 레이저 빔을 상기 가공대상물에 집광시키는 집광 광학계;를 포함하는 레이저 가공장치.A laser processing apparatus for forming a via hole in an object to be processed by condensing a laser beam on an object to be processed,
A stage on which the object to be processed is seated;
A laser light source for emitting the laser beam;
First and second mirrors for moving the laser beam emitted from the laser light source to a predetermined position of the object by driving;
And a spatial light modulation system for modulating the laser beam and condensing the modulated laser beam on the object,
The spatial light modulation system includes:
A spatial light modulator for modulating the laser beam;
And a condensing optical system for condensing the laser beam modulated by the spatial light modulator onto the object to be processed. 제 19 항에 있어서,
상기 공간 광 변조기는 실리콘 상층액정(Liquid crystal on silicon, LCOS)을 포함하고,
상기 공간 광 변조기는 상기 실리콘 상층액정에 전계를 형성하여, 액정 분자의 배열을 변화시킴으로써 상기 레이저 빔을 변조하는 레이저 가공장치.20. The method of claim 19,
The spatial light modulator includes a liquid crystal on silicon (LCOS)
Wherein the spatial light modulator modulates the laser beam by changing an arrangement of liquid crystal molecules by forming an electric field in the silicon upper layer liquid crystal.
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