KR102313467B1

KR102313467B1 - Laser processing apparatus

Info

Publication number: KR102313467B1
Application number: KR1020200059232A
Authority: KR
Inventors: 심명성; 오대연; 소유진
Original assignee: 주식회사 코윈디에스티
Priority date: 2018-08-14
Filing date: 2020-05-18
Publication date: 2021-10-18
Also published as: KR20200056972A

Abstract

레이저 가공 장치가 개시된다. 레이저 가공 장치는, 레이저광을 방출하는 레이저광원, 레이저광을 통과시키면서 레이저광의 크기와 형태를 조절하는 슬릿, 슬릿을 통과한 레이저광의 집속도를 제1 배율로 1차적으로 조절할 수 있는 제1 튜브렌즈, 상기 제1 튜브렌즈를 통과한 레이저광을 받아 통과시키면서 집속도를 2차적으로 조절하여 가공대상물에 조사하고, 상기 가공대상물의 영상광을 통과시키면서 상기 영상광의 집속도를 조절하는 대물렌즈계, 상기 대물렌즈계를 통해 상기 가공대상물을 비추는 조명광을 방출하는 조명광원, 상기 대물렌즈계를 통과한 영상광을 통과시키면서 집속도를 상기 제1 배율과 다른 제2 배율로 조절하는 제2 튜브렌즈, 및 상기 제2 튜브렌즈를 통과한 영상광을 받아 가공대상물 영상을 획득하는 촬상장치를 구비하여 이루어진다.A laser processing apparatus is disclosed. The laser processing apparatus includes a laser light source that emits laser light, a slit that controls the size and shape of the laser light while passing the laser light, and a first tube that can primarily control the focusing speed of the laser light passing through the slit at a first magnification A lens, an objective lens system that receives and passes the laser light passing through the first tube lens and controls the focusing speed of the image light while irradiating it to the object to be processed and passing the image light of the object to be processed; An illumination light source for emitting illumination light illuminating the object through the objective lens system, a second tube lens for adjusting the focusing velocity to a second magnification different from the first magnification while passing the image light passing through the objective lens system, and the and an imaging device for acquiring an image of the object to be processed by receiving the image light passing through the second tube lens.

Description

Laser processing equipment {LASER PROCESSING APPARATUS}

본 발명은 레이저 가공 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저 빔을 조사하여 반도체나 평판표시장치에 형성된 오류를 수선하는 등의 가공을 수행할 수 있는 레이저 가공 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a laser processing apparatus, and more particularly, to a laser processing apparatus capable of performing processing such as repairing errors formed in a semiconductor or flat panel display device by irradiating a laser beam.

레이저 가공 장치의 대표적인 예로 레이저 리페어 장치를 들 수 있다. 이런 장치는 집속된 상태로 직진성을 유지하는 레이저광을 기판상에 형성된 회로 이상 부위와 같은 특정 부위에 조사하여 단락과 같은 회로상의 오류를 수정하는 등의 기능을 수행할 수 있다.A typical example of a laser processing apparatus is a laser repair apparatus. Such a device can perform functions such as correcting circuit errors such as short circuits by irradiating laser light that maintains straightness in a focused state to a specific region such as a circuit abnormal region formed on a substrate.

통상의 레이저 리페어 장치의 레이저 조사부에서 조사되는 평행광인 레이저광은 슬릿을 통과하여 튜브렌즈와 대물렌즈를 지나면서 레이저가 점에 가까운 한 곳, 초점 위치로 집속 혹은 집광되어 열작용을 통해 해당 위치의 물질을 가열, 휘발시키는 등의 작용을 하게 된다.The laser beam, which is parallel light irradiated from the laser irradiating part of a conventional laser repair device, passes through the slit and passes through the tube lens and the objective lens, where the laser is focused or condensed to a point close to a point, a focal point, and heats the material at that location. It heats up, volatilizes, etc.

도 1은 종래의 레이저 리페어 장치의 가장 간단한 형태의 일 구성예를 개념적으로 나타내는 구성개념도이다.1 is a schematic diagram conceptually illustrating an example of the simplest configuration of a conventional laser repair apparatus.

레이저광원(10)에서 출발한 레이저광은 슬릿(20), 제1 빔스플리터(91), 튜브렌즈(40), 제2 빔스플리터(81), 제3 빔스플리터(51), 대물렌즈(60)를 통해 가공대상물인 기판(70)의 가공영역에 도달하게 된다.The laser light from the laser light source 10 includes a slit 20 , a first beam splitter 91 , a tube lens 40 , a second beam splitter 81 , a third beam splitter 51 , and an objective lens 60 . ) to reach the processing area of the substrate 70 as the processing object.

이때 슬릿은 넓게 광마스크를 포함하는 개념이며, 이 슬릿을 통과하여 기판 가공영역에 도달하는 레이저광의 크기와 형태를 결정하는 역할을 한다. 튜브렌즈(40)와 대물렌즈(60)는 함께 작용하여 기판(70)의 가공영역에 레이저광이 원하는 집속도를 가지고 도달하여 기판 가공이 이루어질 수 있도록 한다. At this time, the slit is a concept that includes a wide photomask, and plays a role in determining the size and shape of the laser beam passing through the slit and reaching the substrate processing area. The tube lens 40 and the objective lens 60 work together to allow the laser light to reach the processing area of the substrate 70 with a desired focusing velocity so that the substrate processing can be performed.

영상 광원(53)에서는 제3 빔스플리터(51)를 향해 빛을 비추어 여기서 반사된 빛이 대물렌즈(60)를 통해 기판의 가공영역을 비추도록 한다. 가공영역에서 반사, 산란된 빛은 영상광으로서 가공영역의 영상 정보를 가지고 역으로 대물렌즈(60)를 통과하고, 제3 빔스플리터(51), 제2 빔스플리터(81), 튜브렌즈(40)를 역으로 통과한 뒤, 제1 빔스플리터(91)에서 반사되어 촬상장치(93)로 투입되어 가공영역에 대한 영상을 촬상장치가 획득할 수 있게 된다.The image light source 53 illuminates light toward the third beam splitter 51 so that the reflected light illuminates the processing area of the substrate through the objective lens 60 . The reflected and scattered light in the processing area has image information of the processing area as image light and passes through the objective lens 60 in reverse, and the third beam splitter 51, the second beam splitter 81, and the tube lens 40 ), it is reflected from the first beam splitter 91 and fed into the imaging device 93 so that the imaging device can acquire an image of the processing area.

따라서 이런 구성에서는 튜브 렌즈(40)는 대물렌즈(60)와 함께 기판 가공용 레이저광이 기판에 도달하는 경로 및 기판 가공영역의 영상 정보가 촬상장치로 전달되는 경로를 구성하며, 레이저광의 집속도를 정하는 역할과 무한광학 시스템 대물렌즈를 나온 영상광의 결상 및 수차 보정 등 역할을 하게 된다.Therefore, in this configuration, the tube lens 40 together with the objective lens 60 constitutes a path through which the laser light for substrate processing reaches the substrate and a path through which image information of the substrate processing area is transmitted to the imaging device, It plays the role of determining and correcting the imaging and aberration of the image light coming out of the infinity optical system objective lens.

또한, 영상광 일부는 제2 빔스플리터(81)에서 반사되어 그 측방의 자동초점센서(83)로 투입되고, 자동초점센서(83)는 촬상장치(93)를 통해 가공대상물인 기판(70)의 해당 영역에서 가공되는 패턴의 가공 과정과 결과 등을 원활하게 확인하도록 하기 위하여 레이저광에 의해 기판(70)의 상면에 가공되는 패턴을 확인하는 대물렌즈(60)의 각 배율 별로 대물렌즈(60)의 초점을 자동으로 맞추게 된다. In addition, a portion of the image light is reflected from the second beam splitter 81 and input to the auto focus sensor 83 on the side thereof, and the auto focus sensor 83 is the substrate 70 to be processed through the imaging device 93 . In order to smoothly check the processing process and result of the pattern processed in the corresponding area of ) is automatically focused.

그러나 전술한 종래의 구성에서는 레이저광 자체의 변화에 대한 대응이나 가공용 레이저광의 집속되는 사이즈의 한계가 발생하여 변화 필요에 대응이 어렵고, 촬상장치에서 획득되는 이미지의 필요에 따른 변화 요구나 이미지 개선 요구에 함께 적절히 대처하기 어렵다.However, in the above-described conventional configuration, it is difficult to respond to changes in the laser light itself or to limit the size of the focused laser light for processing, so it is difficult to respond to the need for change. difficult to deal with appropriately.

즉, 기존에는 레이저 리페어 장치 등에서는 비교적 단순하게 같은 조건으로 작업이 이루어지는 경우가 많아 튜브 렌즈(40)와 대물렌즈(60) 사이에 제2 빔스플리터(81)를 설치하고 영상광의 일부를 분리하여 이를 자동초점센서(83)로 보내고, 이를 통해 대물렌즈(60)를 조절하여 영상광 상태를 검사 및 조절을 하는 정도로 별다른 어려움이 없지만, 최근의 레이저 리페어 장치나 다른 레이저 가공 장치에서는 기존에 비해 정밀도가 높은 미세 가공이 요구되는 경우가 많고, 어떤 경우에는 대면적 대상물에 대한 빠른 가공이 더 요구되는 경우도 있다. 또한, 어느 경우든 작업 결과를 정확하게 모니터하기 위해 대상물 가공 상태에 대한 영상광을 촬상장치에서 정확히 파악할 수 있도록 하는 것이 함께 요청되고 있는데, 이런 다양한 요구를 함께 대응할 수 있는 구성의 레이저 리페어 장치가 요청된다.That is, in the existing laser repair device, etc., the work is often performed relatively simply under the same conditions, so the second beam splitter 81 is installed between the tube lens 40 and the objective lens 60 and a part of the image light is separated. This is sent to the auto-focus sensor 83, and through this, the objective lens 60 is adjusted to inspect and adjust the image light state, but there is no difficulty, but in recent laser repair devices and other laser processing devices, the precision In many cases, high micromachining is required, and in some cases, faster machining of large-area objects is more required. In addition, in any case, it is requested that the imaging device accurately grasp the image light for the processing state of the object in order to accurately monitor the work result. .

대한민국 특허등록공보 제10-1380148호(2014.03.26.)Korean Patent Registration Publication No. 10-1380148 (2014.03.26.)

본 발명은 상술한 기존의 레이저 가공 장치의 문제점을 해결하기 위한 조절 구성을 가지는 레이저 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a laser processing apparatus having an adjustment configuration for solving the problems of the conventional laser processing apparatus described above.

본 발명은 튜브 렌즈를 통과하는 레이저빔 상태와 영상광 상태를 별도로 조절하면서 레이저 가공 장치에 요구되는 업무를 상황에 따라 융통성있게 최적화시킬 수 있는 구성을 가지는 레이저 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a laser processing apparatus having a configuration capable of flexibly optimizing the work required for the laser processing apparatus according to the situation while separately controlling the state of the laser beam passing through the tube lens and the state of the image light.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 레이저 가공 장치는 레이저광을 방출하는 레이저광원, 레이저광을 통과시키면서 레이저광의 크기와 형태를 조절하는 슬릿, 슬릿을 통과한 레이저광의 집속도를 제1 배율로 1차적으로 조절할 수 있는 제1 튜브렌즈, 제1 튜브렌즈를 통과한 광을 받아 통과시키면서 집속도를 2차적으로 조절하여 가공대상물에 조사하고 가공대상물의 영상광을 통과시키면서 영상광이 집속도를 조절하는 대물렌즈계, 대물렌즈계를 통해 가공대상물을 비추는 조명광을 방출하는 조명광원, 대물렌즈계를 통과한 영상광을 통과시키면서 집속도를 상기 제1 배율과 다른 제2 배율로 조절할 수 있는 제2 튜브렌즈, 제2 튜브렌즈를 통과한 영상광을 받아 가공대상물 영상을 획득하는 촬상장치를 구비하여 이루어진다.A laser processing apparatus according to an aspect of the present invention for achieving the above object is a laser light source emitting a laser light, a slit for controlling the size and shape of the laser light while passing the laser light, The first tube lens, which can be adjusted primarily at 1 magnification, receives and passes the light passing through the first tube lens, and secondarily adjusts the focusing speed to irradiate the object to be processed. An objective lens system for controlling the focusing speed, an illumination light source emitting illumination light illuminating the object to be processed through the objective lens system, and a second magnification capable of adjusting the focusing speed to a second magnification different from the first magnification while passing the image light passing through the objective lens system 2 tube lens, and an imaging device for acquiring an image of the object to be processed by receiving the image light passing through the second tube lens.

본 발명에서 제2 튜브렌즈와 대물렌즈계 사이의 경로에서 영상광의 일부를 얻어 영상광의 상태를 검사하고, 촬상장치에서 영상이 잘 맺어질 수 있도록 장치 내의 광학요소에서 조절이 이루어지도록 신호를 발생하는 영상초점센서가 설치될 수 있다. In the present invention, a part of the image light is obtained from the path between the second tube lens and the objective lens system, the state of the image light is inspected, and a signal is generated so that the optical element in the apparatus can adjust the image so that the image can be formed well in the image pickup apparatus. A focus sensor may be installed.

본 발명에서 제1 튜브렌즈와 대물렌즈계 사이의 경로에서 레이저빔의 일부를 얻어 레이저빔의 위치, 형상, 크기 등의 상태를 검사하고, 가공대상물의 정확한 위치에 정확한 형상, 크기의 레이저빔이 조사될 수 있도록 장치 내의 광학요소에서 조절이 이루어지도록 신호를 발생하는 레이저빔 상태센서가 설치될 수 있다.In the present invention, a part of the laser beam is obtained from the path between the first tube lens and the objective lens system, the position, shape, size, etc. of the laser beam are inspected, and the laser beam of the correct shape and size is irradiated to the exact position of the object to be processed. A laser beam condition sensor may be installed that generates a signal so that an adjustment is made in an optical element within the device.

본 발명에 따르면, 레이저빔과 영상광의 경로를 나누고 레이저빔이 통과하는 튜브렌즈와 영상광이 통과하는 튜브렌즈를 제1 튜브렌즈와 제2 튜브렌즈로 달리함과 동시에 이들 튜브렌즈의 배율 혹은 집속도를 달리 조절하여 레이저빔과 영상광을 별도로 최적화하는 조절을 하는 것이 가능하게 된다.According to the present invention, the path of the laser beam and the image light is divided, and the tube lens through which the laser beam passes and the tube lens through which the image light passes are divided into a first tube lens and a second tube lens, and at the same time, the magnification or collection of these tube lenses By varying the speed, it becomes possible to make adjustments that optimize the laser beam and the image light separately.

아울러, 제1 튜브렌즈와 대물렌즈 사이에서 레이저광 상태를 검사하는 센서와 제2 튜브렌즈와 대물렌즈 사이에서 영상광 상태를 검사하는 센서를 설치하여 이들 레이저광과 영상광을 별도로 최적화하는 조절을 더욱 세밀하게 할 수 있다.In addition, a sensor for inspecting the state of the laser light between the first tube lens and the objective lens and a sensor for inspecting the state of the image light between the second tube lens and the objective lens are installed to separately optimize the laser light and the image light. can be made more precise.

도 1은 종래의 레이저 리페어 장치의 일 예를 나타내는 구성 개념도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 리페어 장치를 나타내는 구성 개념도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 리페어 장치를 나타내는 구성 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 리페어 장치의 레이저 가공 형태와 비교예의 레이저 가공 형태를 예시한 도면이다.1 is a conceptual diagram showing an example of a conventional laser repair apparatus;
2 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a laser repair apparatus according to an embodiment of the present invention;
3 is a conceptual diagram illustrating a laser repair apparatus according to another embodiment of the present invention.
4 is a view illustrating a laser processing type of a laser repair apparatus according to an embodiment of the present invention and a laser processing type of a comparative example.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best describe his invention. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that there is.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the configuration shown in the embodiments and drawings described in the present specification is only one of the most preferred embodiments of the present invention and does not represent all the technical spirit of the present invention, so various equivalents that can replace them at the time of the present application It should be understood that there may be water and variations.

이하 도면을 참조하면서 구체적 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 리페어 장치를 나타내는 구성 개념도이다.2 is a conceptual diagram illustrating a laser repair apparatus according to an embodiment of the present invention.

이 실시예의 레이저 리페어 장치에는 레이저광을 방출하는 레이저광원(110), 레이저광을 통과시키면서 레이저광의 크기와 형태를 조절하는 슬릿(120), 슬릿을 통과한 레이저광의 집속도를 제1 배율로 1차적으로 조절할 수 있는 제1 튜브렌즈(140), 제1 튜브렌즈를 통과한 광을 받아 통과시키면서 집속도를 2차적으로 조절하여 가공대상물에 조사하고 가공대상물의 영상광을 역방향으로 통과시키면서 영상광이 집속도를 조절하는 대물렌즈계(160), 대물렌즈계를 통해 가공대상물을 비추는 조명광을 방출하는 조명광원(153), 대물렌즈계를 통과한 영상광을 통과시키면서 집속도를 상기 제1 배율과 다른 제2 배율로 조절할 수 있는 제2 튜브렌즈(240), 제2 튜브렌즈를 통과한 영상광을 받아 가공대상물 영상을 획득하는 촬상장치(193)가 구비된다.In the laser repair apparatus of this embodiment, a laser light source 110 emitting a laser light, a slit 120 for controlling the size and shape of the laser light while passing the laser light, and a focusing velocity of the laser light passing through the slit is 1 at a first magnification. The first tube lens 140, which can be adjusted secondary The objective lens system 160 for controlling the focusing velocity, the illumination light source 153 for emitting illumination light illuminating the object through the objective lens system, and the focusing velocity while passing the image light passing through the objective lens system are set to a second magnification different from the first magnification. A second tube lens 240 that can be adjusted to 2 magnifications, and an imaging device 193 for acquiring an image of an object to be processed by receiving image light passing through the second tube lens are provided.

여기서, 레이저광원(110)은 레이저 발진기와 셔터 등 레이저광 방출에 필요한 부속 요소들을 모두 포함하는 개념이며, 여기서는 레이저 출력을 조절할 수 있는 레이저 광원이 사용된다.Here, the laser light source 110 is a concept including all accessory elements necessary for emitting laser light, such as a laser oscillator and a shutter, and a laser light source capable of adjusting laser output is used here.

슬릿(120)은 레이저광이 통과하는 틈새를 형성하여 레이저광의 크기를 결정하는 부분과, 불투명층으로 전체를 커버하고 특정의 형태로 불투명층을 제거하여 패턴을 만드는 가공용 패턴마스크를 포함하는 개념으로 이를 통해 통과하는 레이저광이 크기와 형태를 한정할 수 있도록 하며, 필요에 따라 교체하여 크기와 패턴을 바꿀 수 있도록 한다. 슬릿(120)의 광 경로상의 전단에는 슬릿(120)에 조명을 제공하는 슬릿 조명(120a)가 구비될 수 있다.The slit 120 is a concept including a part that determines the size of the laser light by forming a gap through which the laser light passes, and a pattern mask for processing that covers the whole with an opaque layer and removes the opaque layer in a specific shape to make a pattern. Through this, the size and shape of the laser light passing through it can be limited, and the size and pattern can be changed by replacing it as necessary. A slit illumination 120a for providing illumination to the slit 120 may be provided at the front end of the slit 120 on the light path.

여기서는 슬릿을 통과한 레이저빔은 반사거울(125)에 반사되어 경로를 바꾸어 제1 튜브렌즈(140)로 투입된다. 제1 튜브렌즈(140)는 통상적으로 사용되는 1배율(1X)의 렌즈가 아닌 2배율(2X)의 렌즈이며, 이러한 배율을 가지는 렌즈를 이용하면 레이저광의 집속도를 높일 수 있다. Here, the laser beam passing through the slit is reflected by the reflective mirror 125 to change the path and input to the first tube lens 140 . The first tube lens 140 is a lens with a magnification of 2X, not a lens with a magnification of 1X, which is normally used, and the focusing speed of laser light can be increased by using a lens having such a magnification.

이렇게 제1 튜브렌즈를 통과한 레이저빔은 대물젠즈계에서 같은 배율의 대물렌즈 사용한다고 할 때 전체적 패턴 혹은 형태는 동일하지만 가공대상물 표면에서 가로세로 크기가 절반으로 줄어 전체적으로 사이즈는 줄어들고 에너지밀도 혹은 광세기는 4배로 늘어나게 된다. 따라서, 미세 패턴의 정밀 가공에 더 용이하게 사용될 수 있다. Assuming that the laser beam passing through the first tube lens is used in the objective lens system with an objective lens of the same magnification, the overall pattern or shape is the same, but the horizontal and vertical size is halved on the surface of the object to be processed, so the overall size is reduced and energy density or light Intensity is multiplied by a factor of four. Therefore, it can be more easily used for precision processing of fine patterns.

제1 튜브렌즈를 통과한 레이저빔은 여기서 빔스플리터(127)에서 반사되어 대물렌즈계(160)의 선택된 한 대물렌즈를 통과하여 다시 집속되어 가공대상물 표면의 정해진 위치에 조사된다.The laser beam that has passed through the first tube lens is reflected by the beam splitter 127 here, passes through a selected objective lens of the objective lens system 160, is focused again, and is irradiated to a predetermined position on the surface of the object to be processed.

한편, 조명광원(153)에서는 조명광이 방출되어 쾰러 광학계(Koehler optics)를 통하고 빔스플리터(151)에서 반사되어 빔스플리터(127)을 투과하여 대물렌즈계(160)를 통해 가공대상물(170)에 조사되어 레이저광이 조사되는 가공 대상 영역에서 반사 산란되면서 가공 영역의 패턴 이미지, 가공 상태에 대한 영상 정보를 가진 영상광을 형성하게 된다. On the other hand, the illumination light is emitted from the illumination light source 153, passes through the Koehler optics, is reflected from the beam splitter 151, passes through the beam splitter 127, and passes through the objective lens system 160 to the object 170 to be processed. As the irradiated laser light is reflected and scattered in the processing target area to be irradiated, image light having a pattern image of the processing area and image information about the processing state is formed.

이런 영상광은 대물렌즈계(160)를 역방향으로 통과하면서 집속되어 빔스플리터들(127, 151)을 통과하여 제2 튜브렌즈(240)로 향하게 된다. This image light is focused while passing through the objective lens system 160 in the reverse direction, passes through the beam splitters 127 and 151, and is directed to the second tube lens 240 .

제2 튜브렌즈에서는 투입된 영상광을 통과시키면서 제1 튜브렌즈와 다른 1배 배율로 영상광을 다시 집속시켜 촬상장치(193)로 향하게 한다. 이를 통해 촬상장치에서는 초점이 맞고 적합한 영상을 획득할 수 있게 된다. 제2 튜브렌즈와 촬상장치 사이에는 광량이 너무 많을 경우 광량을 줄이거나 촬상장치에 적합한 파장대의 영상으로 제한하는 필터(197)나 편광필터(195)가 설치될 수 있다.In the second tube lens, while passing the input image light, the image light is focused again at a magnification of 1x different from that of the first tube lens to be directed to the imaging device 193 . Through this, the image pickup device can acquire a focused and appropriate image. A filter 197 or a polarizing filter 195 may be installed between the second tube lens and the imaging device to reduce the amount of light when the amount of light is too large or to limit the amount of light to an image in a wavelength band suitable for the imaging device.

이런 실시예에서는 레이저광이 통과하는 제1 튜브렌즈의 배율을 영상광이 통과하는 제2 튜브렌즈 배율에 비해 더 높게 책정하여, 제2 튜브렌즈를 통한 영상광의 크기나 관찰 대상 영역(FOV)은 바꾸지 않고 유지하면서, 리페어용 레이저광의 크기를 줄이고, 근래의 집적도가 높은 미세 패턴의 문제 영역에서 정밀한 리페어 가공을 실시하여 패턴 제조 공정에서 발생한 오류 패턴을 정확하게 제거하고 리페어 성공률을 높이는 등의 효과를 가질 수 있다.In this embodiment, the magnification of the first tube lens through which the laser light passes is set higher than the magnification of the second tube lens through which the image light passes, so that the size of the image light through the second tube lens or the area to be observed (FOV) is While maintaining the same, reducing the size of the repair laser beam and performing precise repair processing in the problem area of the recent high-density fine pattern to accurately remove the error pattern that occurred in the pattern manufacturing process and increase the repair success rate. can

한편, 이런 경우, 가공대상물에 조사되는 레이저광의 광세기 혹은 에너지 밀도가 너무 커질 수 있으므로, 앞서 언급하였듯이 레이저 광원의 출력을 조절하여 기판 손상을 방지할 수도 있고 레이저광의 경로 상의 광학요소들의 레이저광에 의한 손상, 열화 정도도 줄일 수 있으며, 레이저 광원의 출력을 유지한 상태라면 레이저광이 해당 패턴을 가공하면서 지나가는 스캔 속도를 증가시켜 기판 손상은 방지하면서 레이저광을 이용한 가공 속도는 증가시켜 장비 효율을 늘릴 수도 있다.On the other hand, in this case, since the light intensity or energy density of the laser light irradiated to the object to be processed may be too large, damage to the substrate may be prevented by controlling the output of the laser light source as mentioned above, and The degree of damage and deterioration can be reduced, and if the output of the laser light source is maintained, the laser beam increases the scan speed that passes while processing the pattern to prevent damage to the substrate and increases the processing speed using the laser beam to increase the equipment efficiency. You can also increase it.

또한, 제1 튜브렌즈의 배율을 늘리는 것은 이와 조합되는 대물렌즈계의 대물렌즈 배율을 저배율로 조합하여 사용할 가능성을 부여하는 것으로, 통상 대물렌즈로 저배율렌즈를 사용하는 경우, 고배율렌즈를 사용하는 것에 비해 한번에 처리할 수 있는 대상 영역을 늘릴 수 있고, 전체 기판을 처리하는 가공 시간을 단축시키는 효과를 가질 수 있다.In addition, increasing the magnification of the first tube lens gives the possibility to use a combination of the objective lens magnification of the combined objective lens system with a low magnification. It is possible to increase the target area that can be processed at once, and can have the effect of shortening the processing time for processing the entire substrate.

도 3은 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 구성 개념도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 리페어 장치의 레이저 가공 형태와 비교예의 레이저 가공 형태를 예시한 도면이다.3 is a conceptual diagram showing another embodiment of the present invention. 4 is a view illustrating a laser processing type of a laser repair apparatus according to an embodiment of the present invention and a laser processing type of a comparative example.

본 실시예에서는 전체적 구성면에서 도 2의 실시예와 비슷하지만 도 2의 실시예와 비교할 때 제2 튜브렌즈(240)와 대물렌즈계(160) 사이의 경로에서 빔스플리터(281)를 통해 영상광의 일부를 얻어 영상광의 상태를 검사하고, 촬상장치에서 영상이 잘 맺어질 수 있도록 장치 내의 광학요소에서 조절이 이루어지도록 신호를 발생하는 영상초점센서(283)가 설치되는 점에서 차이를 가진다.In this embodiment, it is similar to the embodiment of FIG. 2 in terms of the overall configuration, but a portion of the image light through the beam splitter 281 in the path between the second tube lens 240 and the objective lens system 160 compared to the embodiment of FIG. 2 . It has a difference in that the image focus sensor 283 is installed to inspect the state of the image light by obtaining .

아울러, 본 실시예에서는 제1 튜브렌즈(140)와 대물렌즈계(160) 사이의 경로에서 빔스플리터(181)를 통해 레이저빔의 일부를 얻어 레이저빔의 위치, 형상, 크기 등의 상태를 검사하고, 가공대상물(170)의 정확한 위치에 정확한 형상, 크기의 레이저빔이 조사될 수 있도록 장치 내의 광학요소에서 조절이 이루어지도록 신호를 발생하는 레이저빔 상태센서(183)가 설치된다. In addition, in this embodiment, a part of the laser beam is obtained through the beam splitter 181 in the path between the first tube lens 140 and the objective lens system 160, and the state of the laser beam position, shape, size, etc. is inspected and , a laser beam state sensor 183 that generates a signal to be adjusted in the optical element in the device so that the laser beam of the correct shape and size can be irradiated to the correct position of the processing object 170 is installed.

이때, 장치 내의 광학요소로는 이미 실시예에서 언급된 제1, 제2 튜브렌즈, 대물렌즈계가 될 수도 있고, 언급되지 않지만 광경로 상에 더 추가될 수 있는 요소가 될 수도 있다. 가령, 광경로 위치 혹은 광축을 조절할 수 있도록 광경로 상에 이동가능하게 위치하는 단순히 경사진 유리판이 될 수도 있다.In this case, the optical elements in the device may be the first and second tube lenses and the objective lens system already mentioned in the embodiments, or may be elements that are not mentioned but can be further added on the optical path. For example, it may be simply an inclined glass plate movably positioned on the light path so as to adjust the light path position or the optical axis.

따라서, 이런 실시예에서는, 앞선 실시예에서 레이저광과 영상광을 별도로 조절하기 위해 제1 튜브렌즈와 이와 다른 배율로 운영되는 제2 튜브렌즈를 별도로 배치하고, 이들 튜브렌즈와 조합되는 대물렌즈계의 대물렌즈 배율을 임의로 선택, 조합하여 사용하는 가능성에 더하여, 이런 조절을 영상초점센서(283)나 레이저빔 상태센서(183)를 통해 레이저광의 경로위치, 형태, 크기에 관한 상태 및 영상광의 초점 관련 상태를 정확히 파악하여 제1 튜브렌즈 및 제2 튜브렌즈의 배율 비 조절과 대물렌즈계의 적합한 대물렌즈 및 배율 선택을 더욱 최적화하여 운영할 수 있다.Therefore, in this embodiment, in order to separately control the laser light and the image light in the previous embodiment, the first tube lens and the second tube lens operated at a different magnification are separately arranged, and the objective lens system combined with these tube lenses In addition to the possibility of using the objective lens magnification arbitrarily selected and combined, this adjustment can be performed through the image focus sensor 283 or the laser beam state sensor 183, the state regarding the path position, shape, and size of the laser light, and the focus of the image light. By accurately grasping the state, it is possible to further optimize and operate the adjustment of the magnification ratio of the first tube lens and the second tube lens and the selection of an appropriate objective lens and magnification of the objective lens system.

전술한 실시예들에 의하면, 본 발명의 레이저 리페어 장치는 도 4에 나타낸 바와 같이 레이저 가공 형태(b)가 비교예의 레이저 가공 형태(a)에 비해 축소된 레이저 가공 사이즈를 가져 미세 가공을 용이하게 수행할 수 있다. 이것은 디스플레이 장치의 화소에서 이미지나 색상의 변화를 발생하기 않는 상태에서 미세 가공을 수행할 수 있음을 나타낸다. 또한, 낮은 가공 에너지를 사용함으로써 광학 부품의 데미지를 최소화한 상태로 레이저 가공을 수행할 수 있다. 아울러, 저 배율 가공 렌즈를 사용함으로써 대면적 패널 가공의 가공 시간을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.According to the above-described embodiments, the laser repair apparatus of the present invention has a reduced laser processing size compared to the laser processing type (a) of the comparative example in the laser processing form (b) as shown in FIG. 4 to facilitate fine processing can be done This indicates that microfabrication can be performed in a state where no image or color change occurs in the pixels of the display device. In addition, by using a low processing energy, it is possible to perform laser processing in a state in which damage to the optical component is minimized. In addition, by using a low magnification processing lens, there is an advantage in that the processing time of processing a large-area panel can be reduced.

이상의 본 발명의 실시예들에서는 레이저 리페어 장치를 위주로 설명하고 있으나, 레이저 리페어 장치 외에도 레이저의 위치 정확도와 열가공 조절 편리성을 이용하는 다른 레이저 가공 장치에서도 본 발명은 동일한 원리, 방식으로 적용될 수 있다.In the above embodiments of the present invention, the laser repair apparatus is mainly described, but in addition to the laser repair apparatus, the present invention can be applied to other laser processing apparatuses using the laser positioning accuracy and thermal processing control convenience in the same principle and manner.

또한, 본 발명은 대상 측면에서도 기존에 레이저 가공 장치를 사용하는 반도체 공정, 액정표시장치(LCD) 제조 공정, 유기발광장치(OLED) 제조 공정에서 화소 회로의 오류 수정이나 해당 화소 제거에 모두 적용될 수 있다.In addition, the present invention can be applied to both error correction of a pixel circuit or removal of a corresponding pixel in a semiconductor process using a laser processing device, a liquid crystal display (LCD) manufacturing process, and an organic light emitting device (OLED) manufacturing process in the target aspect. have.

이상에서는 한정된 실시예를 통해 본 발명을 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것일 뿐 본원 발명은 이들 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 당해 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명을 토대로 다양한 변경이나 응용예를 실시할 수 있을 것이며 이러한 변형예나 응용예는 첨부된 청구범위에 속함은 당연한 것이다.In the above, the present invention has been described with reference to the limited embodiments, but these are only illustratively described to help the understanding of the present invention, and the present invention is not limited to these specific embodiments. That is, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to make various changes or application examples based on the present invention, and it is natural that such modifications or application examples belong to the appended claims.

10, 110: 레이저 광원 20, 120: 슬릿
40: 튜브렌즈 51, 81, 91, 127, 151, 281: 빔스플리터
53, 153: 조명광원 60, 160: 대물렌즈(대물렌즈계)
70, 170: 가공대상물 83: 자동초점센서
93, 193: 촬상장치 125: 반사거울
140: 제1 튜브렌즈 183: 레이저빔 상태센서
240: 제2 튜브렌즈 283: 영상초점센서10, 110: laser light source 20, 120: slit
40: tube lens 51, 81, 91, 127, 151, 281: beam splitter
53, 153: illumination light source 60, 160: objective lens (objective lens system)
70, 170: object to be processed 83: auto focus sensor
93, 193: image pickup device 125: reflection mirror
140: first tube lens 183: laser beam state sensor
240: second tube lens 283: image focus sensor

Claims

A laser light source that emits laser light,
A slit that controls the size and shape of the laser beam while passing it through;
A first tube lens that primarily adjusts the focusing velocity of the laser light passing through the slit at a first magnification,
An objective lens system for receiving and passing the laser light passing through the first tube lens, secondarily adjusting the focusing speed to irradiate the object to be processed, and adjusting the focusing speed of the image light while passing the image light of the object to be processed;
A laser processing apparatus to obtain a part of the laser light from the path between the first tube lens and the objective lens system, inspect at least one of the position, shape, and size of the laser light, and to irradiate the laser light to the exact position and shape of the object to be processed A laser beam condition sensor that generates a signal to make adjustments in the optical element within;
An illumination light source emitting illumination light that illuminates the object to be processed through the objective lens system;
a second tube lens for adjusting a focusing velocity to a second magnification different from the first magnification while passing the image light passing through the objective lens system; and
and an imaging device for acquiring an image of the object to be processed by receiving the image light passing through the second tube lens,
The first magnification of the first tube lens is configured to be higher than the second magnification of the second tube lens,
A laser processing apparatus for independently optimizing the laser beam and the image light according to the tasks required for the laser processing apparatus by separately controlling the states of the laser light and the image light passing through the first tube lens and the second tube lens, respectively.

The method of claim 1,
Image focus for generating a signal for controlling the focus of the optical element in the laser processing apparatus to obtain a part of the image light from the path between the second tube lens and the objective lens system to inspect the state of the image light, and to form an image in the imaging device A laser processing apparatus further comprising a sensor.