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핵심기술
다중 재생 증폭단 없이 높은 첨두출력을 가진 레이저 오실레이터를 제작, 외부 압축단을 내부에 있는 다중 반사거울을 이용한 레이저 모듈

최종목표
◦ 다중반사거울 공진기 덤핑형 레이저 모듈 개발
Semiconductor의 제조 과정 중 Fine Pitch의 CSP (Chip Scale Package)와 Flash 메모리 Package에 다중반사거울 공진기 덤핑형 레이저를 이용하여 마킹을 할 수 있도록 하는 기능을 가진 레이저 장치모듈 개발

개발내용 및 결과
기술개발 최종목표인 다중

핵심기술
다중 재생 증폭단 없이 높은 첨두출력을 가진 레이저 오실레이터를 제작, 외부 압축단을 내부에 있는 다중 반사거울을 이용한 레이저 모듈

최종목표
◦ 다중반사거울 공진기 덤핑형 레이저 모듈 개발
Semiconductor의 제조 과정 중 Fine Pitch의 CSP (Chip Scale Package)와 Flash 메모리 Package에 다중반사거울 공진기 덤핑형 레이저를 이용하여 마킹을 할 수 있도록 하는 기능을 가진 레이저 장치모듈 개발

개발내용 및 결과
기술개발 최종목표인 다중반사거울 공진기 덤핑형 레이저 모듈을 개발하고 이를 자동화 장비에 적용시켜 마킹기능을 실험하였음.

기술적 성능지표 11가지 항목 중 공인인증기관의 시험성적서 및 공인인증기관의 관련기관의 시험인증을 받는 9가지 항목에 대하여, 시험성적서를 통해 해당 기술적 성능지표를 모두 달성하였음을 확인함. (관련 시험성적서는 보고서 뒤에 별첨으로 첨부)

Test Bed 구축을 위한 설계 및 관련 지그, 고정부품, 실험용 H/W의 구축을 위해 Laser Module의 Housing 및 구조물을 설계하여 고등광기술 연구소 실험실에 설치하여 펨토초 오실레이터 제작을 위해 캐드를 활용하여 계산한 수치를 바탕으로 레이저 도면 작성. 이후 이를 바탕으로 레이저 설계 및 제작. 그리고 레이저 특성을 측정함.

다중반사거울을 이용한 펄스 압축단을 구성하였고 이를 통해, 펄스 개형이 달라짐을 확인. 이때 발생하는 분산값을 계산하기위해 매스메티카 프로그램을 활용하여 계산함.

기본형공진기( 반복률 대략 >100 Mhz)의 short arm과 long arm의 길이를 변화시키고 이에 따른 출력의 변화를 검토함. 그 결과로 출력이 급감하지 않는 한도 내에서 가용 가능한 공진길이 확인, 분산에 따른 출력을 확인하였고 펄스의 스펙트럼과 길이를 확인함. Herriott multpass를 이용해 공진기 확장 시, 위의 결과를 토대로 공진기 특성을 고려하였음.

상기의 개발과정을 통해 기본형 공진기를 개발하고, 이를 활용한 덤핑형 레이저를 모듈화 구조로 설계하여, 장비에 장착할 수 있는 박스 디자인을 가진 장주기 공진형 덤핑형 레이저 모듈을 제작, 이의 레이저 빔을 통해 실리콘 마킹이 가능함을 실험함. 이 과정에서 각 과정에서 필요한 평가기준에 대한 시험을 진행, 시험평가서를 통해 레이저 관련 모든 기능 목표를 달성함.

개발된 레이저 모듈을 자동화 장비와 결합할 수 있는 구조로 개발하기 위하여 별도의 소형 모듈화된 박스를 설계, 모듈화된 레이저 부품으로의 부품시장에의 공급과 동시에 실제 장비에의 적용성을 보기 위하여 x-y-z축을 가진 자동화 장비의 Base 위에 펨토초 레이저모듈을 장착하여 wafer 마킹이 가능한 장비로 활용하기 위한 장비적용 및 제작, 이를 활용한 마킹실험 결과를 공인인증을 통해 목표 달성에 대한 인증을 받음.

기술개발 배경
개발시작 전 팸토초 레이저 설비는 규모가 큰 이유로 산업현장에 적용하기 어려운 단점이 있었음.

본 기술개발에 의하여 개발된 레이저 모듈은 다중 재생 증폭단 없이 높은 첨두출력을 가진 레이저 오실레이터를 통해 외부 압축단을 내부에 있는 다중 반사거울을 이용하여 해결함으로써 시스템 규모를 줄일 수 있는 효과도 기대하였고, 최종적으로 반도체 wafer 마킹에 적용될 수 있는 출력을 가진 레이저모듈을 상용화하기 위한 것에 개발의 목적이 있었음.

핵심개발 기술의 의의
본 기술개발에 의하여 개발된 레이저 모듈은 기존에 대형설비로 구성해야 사용할 수 있는 이유로 상용화되기 어려웠던 비열레이저인 팸토초 레이저를, 생산현장에 적용 가능할 수 있는 크기로 활용이 가능할 수 있도록 개발되어 산업체의 제조공정에 적용할 수 있도록 개선하였음. 국내 특허가 등록된 기술을 기반으로 개발을 진행하였으며, 이후 상용화를 위하여 이동에 안정적이고 장착이 용이한 구조로 기술개발을 추가로 진행하여 레이저 모듈의 수출이 가능할 수 있도록 지속적인 연구개발을 추진할 계획임.

적용 분야
반도체 제조공정에서의 레이저 마킹

(출처 : 최종보고서 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 최종보고서 초록 ... 3
• 2016년 기술이전사업화 사업 주요 성과 ... 9
• 목차 ... 11
• 제 1 장 서론 ... 12
• 제 1 절 사업 개요 ... 12
• 가. 사업화 추진배경 및 필요성 ... 12
• 나. 사업화 대상기술 ... 13
• 제 2 절 국내·외 관련 기술의 현황 ... 15
• 가. 경쟁제품 및 경쟁사 개요 ... 15
• 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적·경제적 파급 효과 ... 16
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과 ... 18
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 18
• 가. 최종목표 및 평가방법 ... 18
• 제 2 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 20
• 가. 연차별 사업화목표 및 내용 ... 20
• 나. 연차별 기술개발 내용 ... 23
• 제 3 절 수행 결과의 보안등급 ... 69
• 제 4 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리현황 ... 69
• 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 70
• 제 1 절 기술사업화 최종 결과 ... 70
• 가. 연차별 기술사업화 추진일정 및 추진실적 ... 70
• 나. 기술사업화 결과의 유형 및 무형적 성과 ... 72
• 제 2 절 기술사업화 추진 체계 ... 73
• 가. 1차년도 각 기관/기업별 추진 현황 ... 73
• 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 77
• 제 4 절 고용 창출 효과 ... 81
• 제 5 절 자체보안관리진단표 ... 82
• 부록 ... 83
• 1. 레이저 설계도면 ... 84
• 2. 마킹장비 부분별 및 Integration Module 설계도면 ... 89
• 3. 전장 (Harness)설계도면 및 GUI ... 94
• 끝페이지 ... 107