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문제 정의
- ITO는 기판 재료인 유리에 비해서 threshold 가 낮아서 적절한 레이저 세기를 사용하면 유리에 손상을 주지 않고서 쉽게 가공할 수 있음을 확인하였다. 또한, ITO 패터닝에서 스테이지 가공과 스캐너 가공의 특성을 비교하고, 펨토초 레이저를 이용한 ITO 가공의 산업체 적용 가능성을 검토하였다. 표 1에서 보는 것처럼 스테이지 가공 시스템에 비해서 스캐너 가공 시스템이 ITO 박막 가공에서 여러 가지로 유리함을알 수 있다.
- 펨토초 레이저의 장기 안정성(stability), 가공속도 및 가공비용 둥이 그것이다. 본 논문에서는 이와 같은 펨토초 레이저의 가공 속도 문제를 극복하기 위한 고속 고정밀 펨토초 가공 기술의 예로써 현재 고등광기술연구소에서 진행하고 있는 연구들을 소개하고자 한다.
- 그리고 정밀 가공에 적합한 스테이지 가공 시스템과 고속 가공에 유리한 스캐너가공 시스템을 모두 갖추고 있다. 본 연구에서는 스캐너 가공 시스템을 이용하여 비교적 고속 펨토초 가공을 하는데 목적이 있다. 그림 2(a)는 5 mm/s 스캔 속도로 실리콘 기판에 주기적인 홀 가공 측정사진이다.
- 펨토초 레이저는 재료의 열반응 속도보다 빠른 시간 내에 빔을 조사하기 때문에 얻어지는 비멸적(Non-thermal) 성질을 이용하여 정밀 미세가공 및 기존의 레이저 가공법으로서는 시도할 수조차 없었던 투과물질 재료의 내부에 서브미크론 크기의 패턴을 3차원으로 가공하여 광통신 분야, 나노 및 바이오 관련 산업의 광범위한 분야에 활발한 웅용이 이루어지고 있다.본 연구에서는 펨토초 레이저와 스캐너 가공 시스템을 이용하여 실리콘, 유리의 정밀 홀 가공에 대한 결과를 보였다. 또한 ITO 박막 가공에서 여러 가지 유리한 점을 확인하였으며, 디스플레이 분야에서 기존의 반도체 공정을 대신할 차세대 핵심 기술로 개발이 가능함을 보였다.
가설 설정
- 펨토초 레이저와 스캐너를 이용하여 1 mm/s의 스캔 속도로 제작한 ITO 박막 가공사진. 가공 영역의 크기는 (a) 1X1 mm, (b) 0.1 X0.1 mm이며, ITO박막 두께는 100 nm이다.
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