초단펄스 레이저에 의한 미세가공기술

전문가 제언

○ 좁은 영역에 큰 에너지를 집중하는 레이저 가공기술은 반도체, 전자, 자동차, MEMS 등의 첨단산업 분야에서 절단가공, 정밀가공, 미소가공 등에 널리 이용되고 있다. 특히 반도체 분야에서는 마이크로미터에서 나노미터 오더에 이르는 메소(meso) 영역의 가공방법으로 주목되고 있는데 일례로서 반도체 웨이퍼를 절단하여 칩으로 만드는 다이싱기술의 경우, 투과성이 있는 파장의 레이저를 반도체 내부에서 집광하면 종래의 블레이드 다이싱보다 정밀한 절삭이 가능하다.

○ 현재 절단, 표면처리, 용접, 구멍뚫기 등의 가공에 실용되고 있는 레이저 광원의 대부분은 탄산가스 레이저나 YAG 레이저로서 이들 광원을 이용하는 가공에서는 열영향 때문에 레이저가 조사된 주변부가 변질되거나 형상이 변화하는 문제가 발생하므로 미세가공이 곤란하다. 이를 해결하는 가공법으로 레이저광의 단파장을 이용하는 펨토초 레이저 가공기술이 각광을 받고 있다.

○ 펨토초 레이저의는 평균출력은 작으나 펄스폭이 펨토초 오더로 매우 짧기 때문에 열전도가 일어나기 전에 어블레이션이 일어나므로 열영향이 거의 나타나지 않는다. 따라서 조형제어가 용이하여 높은 정밀도로 소형 구조물의 제작이 가능하다. 또 펨토초 단위의 극히 짧은 펄스는 피크출력이 GW수준으로 높기 때문에 비선형 현상인 다광자 흡수(multi- photon absorption)에 의한 3차원 정밀가공이 가능하고 레이저빔의 회절한계보다 미세한 가공이 가능하다.

○ 국내의 고등광기술연구소에서는 극초단 광양자빔을 구축하고 펨토초 레이저에 의한 미세가공기술과 산학연 지원연구를 수행하고 있다. 최근에는 100kHz 펨토초 레이저 가공시스템을 구축하여 5㎜/s의 스캔속도로 유리의 정밀 홀 가공이 가능함을 실증하였다. 펨토초 레이저를 이용한 미세패턴가공은 LCD와 PDP분야에도 활용이 가능한 만큼 이 분야의 국내 연구발전이 요망된다.

저자

Koji Sugioka

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2011

권(호)

16(5)

잡지명

ふぇらむ

과학기술
표준분류

재료

페이지

279~285

분석자

심*동

분석물

• 초단펄스 레이저에 의한 미세가공기술.pdf [246,652 byte]

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