KR101527096B1 - 라인 빔 에너지 보정 방법 및 장치 - Google Patents

라인 빔 에너지 보정 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101527096B1
KR101527096B1 KR1020130162606A KR20130162606A KR101527096B1 KR 101527096 B1 KR101527096 B1 KR 101527096B1 KR 1020130162606 A KR1020130162606 A KR 1020130162606A KR 20130162606 A KR20130162606 A KR 20130162606A KR 101527096 B1 KR101527096 B1 KR 101527096B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
laser
attenuator
energy intensity
pulse shape
peak point
Prior art date
Application number
KR1020130162606A
Other languages
English (en)
Inventor
서영덕
함상근
심형기
권오성
Original Assignee
에이피시스템 주식회사
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이피시스템 주식회사, 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 에이피시스템 주식회사
Priority to KR1020130162606A priority Critical patent/KR101527096B1/ko
Priority to CN201410818414.5A priority patent/CN104733339B/zh
Application granted granted Critical
Publication of KR101527096B1 publication Critical patent/KR101527096B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0643—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising mirrors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702—Auxiliary equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/268—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Abstract

본 발명은 라인 빔 에너지 보정 방법 및 장치로서, 기판에 레이저를 조사할 때 라인 빔의 에너지 세기를 보정하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시 형태는 감쇠기 입사각별로 기준 에너지 세기와 기준 펄스 형상을 설정하는 과정; 제어하고자 하는 감쇠기 제어 입사각에 의해 출력되는 레이저의 에너지 세기를 측정하여 측정 에너지 세기로서 결정하고, 상기 레이저의 펄스 형상을 측정하여 측정 펄스 형상으로서 결정하는 레이저 측정 과정; 상기 측정 에너지 세기와 측정 펄스 형상을 이용하여 보정값을 산출하여 상기 감쇠기 제어 입사각을 보정하는 감쇠기 보정 과정; 을 포함한다.

Description

라인 빔 에너지 보정 방법 및 장치{Method for compensating line beam energy and apparatus for operating the same}
본 발명은 라인 빔 에너지 보정 방법 및 장치로서, 기판에 레이저를 조사할 때 라인 빔 에너지 세기를 보정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
기판이 대형화됨에 따라 박막 증착 후 어닐링(annealing)을 할 때 균일성을 확보하기 힘들어 여러 가지 대안들이 제시되고 있으며 그 중에 하나가 레이저를 이용한 라인 빔 에너지 모니터링 및 보정 장치이다.
도 1은 종래의 레이저 열처리 장치를 설명하기 위한 개략도이다. 도 1을 참조하면, 반응 챔버(10)의 상면에는 석영창(20)이 설치되며 석영창(20)의 위쪽에는 레이저 조사기(40)가 설치된다. 레이저 조사기(40)에서 출력되는 레이저(41)는 석영창(20)을 통과하여 반응 챔버(10) 내의 기판(W;wafer)에 조사된다.
도 2는 도 1의 레이저(41)를 설명하기 위한 도면이다. 도 2(a)는 기판을 위에서 내려다 본 상태를 나타낸 도면이며, 도 2(b)는 기판의 사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 레이저(41)은 라인 형태로 조사되며 커튼형태로 기판에 대해 수직하게 또는 약간의 기울기가 있는 상태로 조사된다. 기판(W)은 레이저(41)의 면에 대해서 수직 또는 약간 기울어진 방향으로 수평 이동하여 기판(W)의 전면에 레이저(41)의 조사가 이루어진다.
한편, 레이저 어닐링 시에 가장 대표적으로 영향을 줄 수 있는 팩터(factor)에는 세 가지가 있다. 상기의 세 가지 요소에는 조사되는 레이저의 라인 길이 및 균일도 등의 특성을 나타내는 라인빔 프로파일(line beam profile), 레이저의 에너지 세기를 나타내는 레이저 에너지(laser energy), 레이저의 펄스 형태를 나타내는 펄스 형태(pulse shape)가 있다. 이러한 세 가지 요소는 레이저의 조사되는 횟수가 증가함에 따라 변할 수 있는 팩터들이다. 이러한 팩터들이 기준범위를 벗어난 값을 가질 경우, 어닐링 시에 불량률이 증가하고, 양산 가동 시간이 줄어들게 되어, 생산 효율을 떨어뜨리는 문제가 있다.
이를 개선하기 위한 보상 방법으로 레이저 에너지가 변하였을 때 레이저 자체의 성능에 영향을 주지 않도록 감쇠기를 조정할 수 있다. 그러나 수치상으로 레이저 에너지는 보상이 되었으나, 실질적인 기판 어닐링 에너지를 정확히 보상하는데는 한계가 있었다. 왜냐하면 레이저 자체의 에너지만 변할 뿐만 아니라, 레이저 펄스 형태(laser pulse shape)도 함께 변하게 되어 기판 어닐링 에너지에 영향을 주기 때문이다.
한국공개특허 10-2011-0070265
본 발명의 기술적 과제는 레이저를 이용하여 기판에 대한 어닐링 시에 조사되는 레이저 에너지를 보정하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 레이저 에너지의 보정 시에 레이저 세기 이외에 다른 요소도 고려하여 정밀한 보정이 이루어지도록 하는데 있다.
본 발명의 실시 형태는 감쇠기 입사각별로 기준 에너지 세기와 기준 펄스 형상을 설정하는 과정; 제어하고자 하는 감쇠기 제어 입사각에 의해 출력되는 레이저의 에너지 세기를 측정하여 측정 에너지 세기로서 결정하고, 상기 레이저의 펄스 형상을 측정하여 측정 펄스 형상으로서 결정하는 레이저 측정 과정; 상기 측정 에너지 세기와 측정 펄스 형상을 이용하여 보정값을 산출하여 상기 감쇠기 제어 입사각을 보정하는 감쇠기 보정 과정; 을 포함한다.
상기 감쇠기 보정 과정은, 상기 감쇠기 제어 입사각에 할당된 기준 에너지 세기와 상기 감쇠기 제어 입사각에 의해 출력되는 측정 에너지 세기간의 차이를 이용하여 제1보정 입사각을 산출하는 제1보정 입사각 산출 과정; 상기 감쇠기 제어 입사각에 할당된 기준 펄스 형상과 상기 감쇠기 제어 입사각에 의해 출력되는 측정 펄스 형상간의 피크점 비교를 통하여 제2보정 입사각을 산출하는 제2보정 입사각 산출 과정; 상기 감쇠기 제어 입사각에 상기 제1보정 입사각 및 제2보정 입사각을 더하여 상기 감쇠기 제어 입사각을 보정하는 감쇠기 보정 적용 과정;을 포함한다.
상기 측정 에너지 세기가 미리 설정한 오차 범위 내에 속할 때까지, 상기 레이저 측정 과정, 제1보정 입사각 산출 과정, 제2보정 입사각 산출 과정, 감쇠기 보정 적용 과정을 반복 수행한다.
상기 감쇠기 제어 입사각에 의해 출력되는 레이저는, 레이저 빔의 형상 및 에너지 분포를 만드는 광학계에서 출력되는 레이저를 반사시키는 미러에서, 기판으로 반사되지 않고 상기 미러를 투과하는 레이저임을 특징으로 한다.
상기 제1보정 입사각 산출 과정은, 상기 기준 에너지 세기의 변화량 ÷ 상기 감쇠기 입사각의 변화량인 입사각 대비 기울기를 산출하는 과정; 상기 감쇠기 제어 입사각과 동일한 값을 가지는 감쇠기 입사각에 할당된 기준 에너지 세기와 상기 감쇠기 제어 입사각에 의해 출력되는 측정 에너지 세기간의 차이인 에너지 세기 차이값을 산출하는 과정; 상기 에너지 세기 차이값 ÷ 상기 입사각 대비 기울기에 의해 제1보정 입사각을 산출하는 과정;을 포함한다.
상기 제2보정 입사각 산출 과정은, 상기 기준 펄스 형상에서의 두 번째 피크점의 전압을 첫 번째 피크점의 전압으로 나눈 기준 2차 피크점 전압 비율을 산출하는 과정; 상기 기준 에너지 세기의 변화량 ÷ 상기 기준 2차 피크점 전압 비율의 변화량인 피크점 대비 기울기를 산출하는 과정; 상기 측정 펄스 형상에서의 두 번째 피크점의 전압을 첫 번째 피크점의 전압으로 나눈 측정 2차 피크점 전압 비율을 산출하는 과정; 상기 기준 2차 피크점 전압 비율에서 상기 측정 2차 피크점 전압 비율을 차감한 펄스 형상 차이값을 산출하는 과정; 상기 피크점 대비 기울기 × 상기 펄스 형상 차이값 ÷ 상기 입사각 대비 기울기에 의해 제2보정 입사각을 산출하는 과정;을 포함한다.
본 발명의 라인 빔 에너지 보정 장치는, 레이저를 발진하는 레이저 광원; 상기 레이저 광원에서 발진된 레이저의 입사각을 제어하여 레이저 세기를 조절하는 감쇠기; 상기 감쇠기에서 발진된 레이저의 형상 및 에너지 분포를 가공하는 광학계; 상기 광학계에서 출력되는 레이저의 에너지를 기판으로 반사시키며, 나머지 반사되지 않는 잔여 레이저의 에너지를 투과시키는 광학계 출력단 반사 미러; 상기 광학계 출력단 반사 미러에서 투과되는 잔여 레이저의 에너지 세기 및 펄스 형상을 측정하여 측정 에너지 세기 및 측정 펄스 형상으로서 각각 출력하는 레이저 모니터부; 상기 감쇠기의 입사각에 의해 측정되는 상기 측정 에너지 세기가 설정된 오차 범위 내를 가지도록, 상기 측정 에너지 세기를 이용한 제1보정 입사각 및 상기 측정 펄스 형상을 이용한 제2보정 입사각을 산출하여, 상기 감쇠기의 입사각에 상기 제1보정 입사각 및 제2보정 입사각을 더하여 상기 감쇠기의 입사각을 보정하는 피드백 보정부;를 포함한다.
상기 레이저 모니터부는, 상기 광학계 출력단 반사 미러에서 투과되는 잔여 레이저를 제1분할 레이저 및 제2분할 레이저로 분할하여, 분할된 어느 하나의 레이저를 반사시키며 다른 하나의 레이저를 투과시키는 빔 스플리터; 상기 제1분할 레이저의 에너지 세기를 측정하여 측정 에너지 세기로 출력하는 레이저 세기 모니터부; 상기 제2분할 레이저의 펄스 형상을 측정하여 측정 펄스 형상으로 출력하는 펄스 형상 모니터부;를 포함한다.
상기 피드백 보정부는, 상기 측정 에너지 세기가 오차 범위 내에 속할 때까지 상기 제1보정 입사각 및 제2보정 입사각을 산출하여 보정을 반복하는 라인 빔 에너지 보정 장치.
상기 피드백 보정부는, 제어하고자 하는 감쇠기 제어 입사각에 의해 출력되는 레이저의 에너지 세기를 측정하여 측정 에너지 세기로서 결정하며 상기 레이저의 펄스 형상을 측정하여 측정 펄스 형상으로서 결정한다.
상기 피드백 보정부는, 상기 감쇠기 제어 입사각에 의해 출력되어야 하는 미리 설정된 기준 에너지 세기와 상기 감쇠기 제어 입사각에 의해 측정되는 측정 에너지 세기간의 차이를 이용하여 제1보정 입사각을 산출하다.
상기 피드백 보정부는, 상기 감쇠기 제어 입사각에 의해 출력되어야 하는 미리 설정된 기준 펄스 형상과 상기 감쇠기 제어 입사각에 의해 출력되는 측정 펄스 형상간의 피크점 비교를 통하여 제2보정 입사각을 산출한다.
본 발명의 실시 형태에 따르면 레이저 어닐링 시에 레이저 세기 이외에 레이저 펄스 형상도 측정할 수 있는 장치를 제공함으로써, 레이저 에너지에 대한 정밀한 보정이 이루어지도록 할 수 있다. 또한 본 발명의 실시 형태에 따르면 레이저 에너지를 보정하기 위해 감쇠기의 입사각을 제어함으로써, 실시간으로 레이저 에너지를 보정할 수 있다. 따라서 레이저 라인 빔 에너지의 보정을 통하여, 레이저 어닐링 시에 기판 불량률을 줄일 수 있으며 양산 가동 시간이 늘어남으로 인하여 생산 효율성을 증대시킬 수 있다.
도 1은 종래의 레이저 열처리 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 도 1의 레이저를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레이저의 라인 빔 에너지 보정 장치를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레이저의 라인 빔 에너지 보정 과정을 도시한 플로차트이다.
도 5는 감쇠기 입사각별로 기준 에너지 세기를 도시한 그래프이다.
도 6은 특정의 감쇠기 입사각으로 제어될 때 나타날 수 있는 기준 펄스 형상을 도시한 그래프이다.
도 7은 감쇠기 입사각이 달라짐에 따라 다르게 출력되는 펄스 형상의 기준 2차 피크점 전압 비율과 해당 감쇠기 입사각에 따른 기준 에너지 세기를 도시한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 라인 빔 에너지 보정 장치를 도시한 블록도이다.
본 발명의 실시예는 라인 빔 에너지 보정 장치는 기판에 레이저를 조사하여 기판을 어닐링 처리하는 장치로서 구현될 수 있다. 이밖에 이에 한정되지 않고 레이저 결정화 장치, 기판상의 막을 제거하는 레이저 리프트 오프(laser lift off) 장치 등과 같이 다양한 라인 빔 에너지 보정 장치에 적용될 수 있을 것이다.
또한 본 발명의 실시예는 라인 빔 에너지 보정 장치를 설명할 것이나, 이러한 라인 빔 에너지 보정 장치가 적용되는 기판 처리장치, 레이저 어닐 장치, 레이저 열처리 장치에도 모두 적용 가능함은 자명할 것이다.
라인 빔 에너지 보정 장치는, 레이저 광원(100), 감쇠기(200), 감쇠기 출력단 반사 미러(910), 광학계(300), 광학계 출력단 반사 미러(920), 기판 조사 렌즈계(400), 빔 스플리터(600), 빔 스플리터 조사 렌즈계(500), 레이저 모니터부(600,700,800), 피드백 보정부(1000)를 포함한다. 여기서 레이저 모니터부는, 빔 스플리터(600), 레이저 세기 모니터부(700), 펄스 형상 모니터부(800)를 포함한다.
레이저 광원(100)은 레이저를 발진하는 장치이다. 레이저 광원(100)에서 발진되는 레이저는 반사 미러(910,920)에서 반사되어 공정 챔버 내의 기판의 표면의 방향으로 조사될 수 있다. 레이저 광원(100)은 레이저를 발생시키는 공지의 구성으로서, 이용하고자 하는 레이저 빔의 파장에 따라 KrF 엑시머 레이저와, ArF 엑시머 레이저 등 다양한 종류의 것이 채용될 수 있다. 예컨대, 레이저 광원(100)의 소스로서, Ar 레이저, Kr 레이저, 엑시머 레이저 등의 기체 레이저, 단결정의 YAG, YVO4, 포스테라이트(Mg2SiO4), YAlO3, GdVO4, 또는 다결정(세라믹스)의 YAG, Y2O3, YVO4, YAlO3, GdVO4에 도펀트로서 Nd, Yb, Cr, Ti, Ho, Er, Tm, Ta 중 1종 또는 다수 종 첨가한 것을 매질로 하는 레이저, 유리 레이저, 루비 레이저, 알렉산드라이트 레이저, Ti:사파이어 레이저, 구리 증기 레이저 또는 금 증기 레이저 중 1종 또는 다수 종으로부터 발진되는 것을 사용할 수 있다.
감쇠기(200;attenuator)는 레이저의 진행경로 상에 배치되며, 레이저의 세기를 조절한다. 레이저 광원(100)에서 발진된 레이저의 입사각을 제어하여 광학계(300)로 입력되는 레이저 세기를 조절할 수 있다. 이러한 감쇠기(200)의 입사각 제어는 공지된 구성이므로 상세한 설명은 생략한다.
감쇠기 출력단 반사 미러(910)는, 레이저의 진행방향과 45°기울어지게 배치하여, 감쇠기(200)로부터 출력되는 레이저를 반사시켜 광학계(300)로 입력한다. 감쇠기 출력단 반사 미러(910)는 복수개 또는 단수개로 구현될 수 있다. 예컨대, 도 3에 도시한 바와 같이 감쇠기(200)의 출력 방향과 광학계(300)의 출력 방향이 동일한 방향으로 되도록 하는 경우에는, 두 개의 감쇠기 출력단 반사 미러(911,912)를 사용할 수 있다. 또한 도시하지는 않았지만, 감쇠기의 출력 방향과 광학계의 출력 방향이 직각으로 되도록 배치하는 경우에는, 하나의 감쇠기 출력단 반사 미러를 사용하여 감쇠기에서 출력되는 레이저를 직각으로 반사시켜 광학계로 입력시킬 수 있다.
광학계(300)는 감쇠기(200)에서 출력된 레이저의 진행 경로 상에 배치되며, 레이저의 형상 및 에너지 분포를 가공한다. 즉, 감쇠기(200)를 거친 레이저가 라인 형상의 레이저빔 형태를 가지도록 형상 및 에너지 분포를 가공한다. 레이저 일괄하여 기판 전면(全面)을 조사하는 넓은 면적의 면 형상 빔보다 집광하기 쉬운 라인(line) 형상의 빔으로 가공하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 광학계(300)는 레이저 빔의 형상을 가공하는 빔 팽창 망원경(Beam Expansion Telescope)과, 가공된 레이저 빔의 에너지 분포를 균일하게 하는 빔 균일제(Beam Homogenizer)를 포함할 수 있다.
광학계 출력단 반사 미러(920)는, 레이저의 진행방향과 45°기울어지게 배치하여, 광학계(300)에서 출력되는 레이저의 에너지를 기판으로 반사시킨다. 광학계 출력단 반사 미러(920)에 반사되어 기판(S)을 향하는 레이저는 기판 조사 렌즈계(400)에 도달한다.
기판 조사 렌즈계(400)는, 볼록 렌즈 및/또는 오목 렌즈의 조합으로 이루어져, 광학계 출력단 반사 미러(920)에서 반사되는 레이저를 집광하여 기판으로 제공한다.
한편, 광학계 출력단 반사 미러(920)는 광학계(300)에서 출력되는 레이저 전체를 반사시키지 못한다. 반사 미러의 재질 특성상 레이저의 일부가 반사되지 않고 광학계 출력단 반사 미러(920)를 투과하여 직진 진행하는 것이다. 예를 들어, 광학계(300)에서 출력되는 레이저의 에너지가 100%라고 할 때, 이 중에서 99.5%의 레이저 에너지는 광학계 출력단 반사 미러(920)에 의해 반사되어 기판을 향하며, 나머지 0.5%의 레이저 에너지가 광학계 출력단 반사 미러(920)를 투과하여 빔 스플리터(600)를 향할 수 있다.
레이저 모니터부는 광학계 출력단 반사 미러(920)에서 투과되는 잔여 레이저의 에너지 세기를 측정하여 측정 에너지 세기로 출력하며, 잔여 레이저의 펄스 형상을 측정하여 측정 펄스 형상으로서 출력한다. 이를 위하여 레이저 모니터부는, 빔 스플리터(600), 레이저 세기 모니터부(700), 펄스 형상 모니터부(800)를 포함한다.
빔 스플리터(600;beam splitter)는 판상으로 형성될 수 있으며, 광학계 출력단 반사 미러(920)를 투과하는 레이저의 진행경로 상에 레이저의 진행 방향과 45도 기울어지게 배치된다. 빔 스플리터(600)는 광학계 출력단 반사 미러(920)에서 투과되는 잔여 레이저를 제1분할 레이저 및 제2분할 레이저로 분할하여, 분할된 어느 하나의 레이저를 반사시키며 다른 하나의 레이저를 투과시킨다. 즉, 광학계 출력단 반사 미러(920)에서 투과되는 잔여 레이저를 제1분할 레이저 및 제2분할 레이저로 분할하여, 도 3에 도시한 바와 같이 제2분할 레이저를 반사시켜 레이저 진행 경로를 변경시키며 제1분할 레이저를 투과시켜 동일한 진행 경로를 가지도록 할 수 있다. 참고로, 반대로 제2분할 레이저를 투과시키며 제1분할 레이저를 반사시킬 수 있다.
광학계 출력단 반사 미러(920)와 빔 스플리터(600) 사이에는, 빔 스플리터 조사 렌즈계(500)가 추가로 더 구비될 수 있다. 빔 스플리터 조사 렌즈계(500)는 볼록 렌즈 및/또는 오목 렌즈의 조합으로 이루어져, 광학계 출력단 반사 미러(920)를 투과하는 레이저를 집광하여 빔 스플리터(600)로 제공한다.
레이저 세기 모니터부(700)는, 제1분할 레이저의 에너지 세기를 측정하여 측정 에너지 세기로서 피드백 보정부(1000)에 출력한다. 레이저 세기 모니터부(700)는, 빔 스플리터(600)에서 분할된 제1분할 레이저의 세기를 측정하는데, 측정되는 에너지 세기는 레이저 광원(100)에서 출력된 레이저의 에너지의 세기보다 작은 값이 되기 때문에 이를 고려하여 에너지 측정값을 결정할 수 있다. 예컨대, 광학계 출력단 반사 미러(920)에서 투과된 레이저 에너지가 레이저 광원(100)의 전체 출력 레이저의 0.5%만 투과되고, 이어서 투과된 0.5%의 에너지가 빔 스플리터(600)에서 1/2로 분할된 경우, 레이저 세기 모니터부(700)에서 측정되는 에너지 세기는 레이저 광원(100)의 전체 출력 레이저의 0.25%에 불과하다(설명의 편의를 위하여 부호 910,920의 미러에서 투과되는 레이저는 없다고 가정한다). 따라서 레이저 모니터부는 측정되는 값에 99.25%를 더 추가하여 최종적인 레이저 에너지의 측정값으로 결정할 수 있다.
상기에서 레이저의 에너지 세기란, 다양한 단위가 사용될 수 있지만 본 발명의 실시예는 단위 면적(cm2)당 에너지량(mJ)를 나타내는 에너지 밀도(mJ/cm2)로서 나타낼 수 있다.
펄스 형상 모니터부(800)는 제2분할 레이저의 펄스 형상을 측정하여 측정 펄스 형상으로 출력한다. 펄스(pulse)는 피크점을 가지며 출력되는데 이러한 펄스 형상을 측정하는 것이다.
피드백 보정부(1000)는 감쇠기(200)의 제어되는 입사각에 의해 측정되는 측정 에너지 세기가 설정된 오차 범위 내를 가지도록, 측정 에너지 세기를 이용한 제1보정 입사각 및 측정 펄스 형상을 이용한 제2보정 입사각을 산출하여, 제어되는 감쇠기(200)의 입사각에 제1보정 입사각 및 제2보정 입사각을 더하여 감쇠기(200)의 입사각을 보정한다. 또한 피드백 보정부(1000)는, 측정 에너지 세기가 오차 범위 내에 속할 때까지 제1보정 입사각 및 제2보정 입사각을 산출하여 보정을 반복한다.
이러한 보정 과정에 대하여 이하, 도 4와 함께 상술한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레이저의 라인 빔 에너지 보정 과정을 도시한 플로차트이다.
레이저 광원(100)의 경우 500Hz 주파수를 가지며 발진되는 경우 초당 500번의 펄스 피크가 발생된다고 볼 수 있는데, 이러한 펄스 피크의 발진 횟수가 임계치를 초과하는 경우에는 분위기 가스 농도 변화, 석영창 오염 등으로 인하여 원하는 에너지 세기를 얻을 수 없다. 따라서 이러한 레이저 광원(100)의 사용 시간, 즉 발진 횟수가 임계치를 초과하는 경우에는 레이저 경로 상의 분위기 가스를 갈아 주거나, 기판에 레이저가 비추어지는 석영창을 교환하는 등의 예방 점검(PM;Preventive Maintenance)을 해야 한다. 본 발명의 실시예는 임계치가 초과하는 경우 측정되는 레이저 세기 및 레이저 펄스 형상을 고려하여 레이저 세기를 조절하는 감쇠기(200)의 입사각을 보정하여 주는 것이다.
이를 위하여 본 발명의 실시예는 우선, 감쇠기 입사각별로 기준 에너지 세기와 기준 펄스 형상을 설정하는 과정을 가진다(S410). 레이저 광원(100)의 사용 시간이 미리 설정한 임계치 이내의 정상적인 범위인 경우일 때, 감쇠기(200)의 입사각을 달리하며 측정되는 에너지를 기준 에너지 세기로서 설정하며, 마찬가지로 측정되는 펄스 형상을 기준 펄스 형상으로 설정한다. 즉, 정상적인 환경 내에서 감쇠기 입사각에 따라서 각각의 에너지 세기와 펄스 형상을 측정하여 기준값으로 각각 저장하여 데이터베이스에 보관하는 것이다. 참고로, 이러한 기준 에너지 세기와 기준 펄스 형상의 설정은 상기와 같이 정상적인 환경 범위 내에서 측정에 의하여 저장할 수 있지만, 관리자에 의해 기준값이 설정되어 저장될 수 있다.
참고로, 이러한 감쇠기 입사각별로 기준 에너지 세기를 도 5의 그래프에 도시하였는데, 감쇠기 입사각이 증가함에 따라 기준 에너지 세기 역시 선형적으로 증가되고 있음을 알 수 있다. 또한 어느 특정의 감쇠기 입사각으로 제어될 때 나타날 수 있는 기준 펄스 형상을 도 6의 A 펄스에 도시하였는데, 도 6의 A 펄스를 보면 시간의 지남에 따라 첫 번째 피크(AP1)와 두 번째 피크(AP2)가 나타나고 있음을 알 수 있다.
한편, 제어하고자 하는 감쇠기 입사각(이하, '감쇠기 제어 입사각'이라 함)에 의해 출력되는 레이저의 에너지 세기를 측정(S420)하여 측정 에너지 세기로 결정한다.
참고로, 상기에서 감쇠기 제어 입사각에 의해 출력되는 레이저는, 레이저의 형상 및 에너지 분포를 가공하는 광학계(300)에서 출력되는 레이저를 반사시키는 미러, 즉, 도 3의 그림에서 광학계 출력단 반사 미러(920)로부터 기판(S)으로 반사되지 않고 광학계 출력단 반사 미러(920)를 투과하는 레이저가 해당될 수 있다.
임계치 이내의 정상적인 상태에서는 측정되는 에너지가 기준 에너지 세기로 측정될 것이나, 레이저 광원(100)의 발진 횟수가 임계치를 벗어난 경우에는 기준 에너지 세기와 다른 에너지 세기가 측정될 수 있을 것이다. 또한 제어하고자 하는 감쇠기 제어 입사각에 의해 출력되는 레이저의 펄스 형상을 측정하여 측정 펄스 형상으로서 결정한다. 예를 들어, 레이저 광원(100)의 발진 횟수가 임계치를 초과하지 않는 정상적인 환경 내에서 감쇠기(200)에 대하여 30°의 입사각 제어가 있는 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 100[mJ/cm2]의 에너지 세기가 측정되어야 한다.
그러나 레이저 광원(100)의 발진 횟수가 임계치를 초과하는 환경에서는 감쇠기(200)에 대하여 30°의 입사각 제어가 있다고 하더라도 ± 오차, 예컨대, 90[mJ/cm2], 110[mJ/cm2]의 에너지 세기가 측정 에너지 세기로서 측정될 수 있다.
따라서 이러한 오차가 발생되는 측정 에너지 세기를 기준 에너지 세기로 보정할 필요가 있는데, 이를 위하여, 감쇠기 제어 입사각과 동일한 값을 가지는 감쇠기 입사각에 할당된 기준 에너지 세기와 감쇠기 제어 입사각에 의해 출력되는 측정 에너지 세기간의 차이를 이용하여 제1보정 입사각을 산출한다(S440).
이하, 제1보정 입사각의 산출하는 과정(S440)을 설명한다.
도 5의 그래프에서 기준 에너지 세기의 변화량 ÷ 감쇠기 입사각의 변화량인 기울기(이하, '입사각 대비 기울기'라 함)를 산출하는 과정을 가진다. 즉, 감쇠기 입사각의 변화량에 따른 기준 에너지 세기의 변화량을 나타내는 입사각 대비 기울기를 말한다. 참고로, 도 5의 그래프에서의 기울기가 입사각 대비 기울기에 해당한다. 예를 들어, 도 5의 그래프에서 기울기(α)는 4[(mJ/cm2)/°]에 해당된다.
그리고, 감쇠기 제어 입사각과 동일한 값을 가지는 감쇠기 입사각에 할당된 기준 에너지 세기와 감쇠기 제어 입사각에 의해 출력되는 측정 에너지 세기간의 차이인 에너지 세기 차이값을 산출한다. 예를 들어, 감쇠기(200)에 대하여 30°의 입사각 제어가 있는 경우, 기준 에너지 세기는 도 5에 도시한 바와 같이 100[mJ/cm2]의 에너지 세기가 추출될 수 있다. 그런데 레이저 광원(100)의 발진 횟수가 임계치를 초과한 경우 +90[mJ/cm2]의 에너지 세기가 측정 에너지 세기로서 측정될 수 있다. 따라서 이러한 경우 에너지 세기 차이값은, 100-90의 10[mJ/cm2]가 에너지 세기 차이값으로 산출될 수 있다.
에너지 세기 차이값을 산출한 후에는, 에너지 세기 차이값 ÷ 입사각 대비 기울기에 의해 제1보정 입사각을 산출하는 과정을 가진다.
예컨대, 에너지 세기 차이값이 10[mJ/cm2]이고 입사각 대비 기울기(α)가 4[(mJ/cm2)/°]인 경우, 제1보정 입사각은 10[mJ/cm2] ÷ 4[(mJ/cm2)/°]인 2.5 °가 제1보정 입사각으로 산출된다.
이렇게 산출된 제1보정 입사각을 감쇠기 제어 입사각에 더함으로써 레이저 세기를 보정할 수 있다. 예컨대, 감쇠기 제어 입사각이 30°이고 산출된 제1보정 입사각이 2.5°인 경우, 두 값을 더한 32.5°의 보정된 값으로서 감쇠기 입사각을 제어하게 되면, 원하는 100[mJ/cm2]에 근접하는 에너지 세기를 얻을 수 있다.
한편, 이러한 제1보정 입사각만을 활용한 보정을 한다고 하여, 완벽한 보정이 이루어진다고 장담할 수 없다. 즉, 원하는 100[mJ/cm2]의 에너지 세기를 얻는다고 장담할 수 없다. 왜냐하면, 펄스 형태도 레이저 세기에 영향을 미치기 때문에 레이저 입사각의 보정에 의하여 펄스 형태가 달라질 수 있으며, 이러한 달라지는 펄스 형태는 레이저 세기에 영향을 미치기 때문이다. 예를 들어, 펄스 폭과 펄스의 피크점 비율이 변함으로 인하여, 레이저 어닐링 시에 에너지 밀도(energy density)가 변화될 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예는 레이저 세기의 변화를 고려한 제1보정 입사각 이외에 레이저 펄스의 변화를 고려한 제2보정 입사각을 산출(S450)하여 보정에 적용한다.
이를 위하여, 제어하고자 하는 감쇠기 입사각(감쇠기 제어 입사각)에 의해 출력되는 레이저의 펄스 형상을 측정(S430)하여 측정 펄스 형상으로 출력한다. 그리고 감쇠기 제어 입사각과 동일한 값을 가지는 감쇠기 입사각에 할당된 기준 펄스 형상과 감쇠기 제어 입사각에 의해 출력되는 측정 펄스 형상간의 피크점 비교를 통하여 제2보정 입사각을 산출한다(S450).
이하, 제2보정 입사각을 산출하는 과정(S450)을 설명한다.
우선, 기준 펄스 형상에서의 두 번째 피크점의 전압을 첫 번째 피크점의 전압으로 나누어서 기준 2차 피크점 전압 비율을 산출하는 과정을 가진다. 감쇠기 입사각별로 펄스 형상의 높이가 달라지는데, 예컨대, 30°라는 감쇠기 입사각을 가질 때 정상적인 상태의 경우 도 6의 A의 펄스의 파형(기준 펄스 형상)을 가진다. 참고로, A의 펄스 형상의 피크점은 감쇠기 입사각에 따라서 그 높이가 달라질 수 있는데, 30°보다 더 큰 감쇠기 입사각을 가질 경우 도 6의 펄스 형상의 피크점보다 더 커질 수 있다. 참고로, 도 6에서 가로축은 시간을 나타내며, 정상적인 환경에서 펄스 형상 모니터부(800)에서 측정되어야 하는 펄스 형상이다.
그런데, 30°라는 감쇠기 입사각을 가지고 레이저 광원(100)의 발진 횟수가 임계치를 초과하지 않는 정상적인 경우, 도 6의 A 펄스 형상(기준 펄스 형상)이 나와야 한다. 이러한 기준 펄스 형상을 대상으로 기준 2차 피크점 전압 비율을 산출하는 과정은, 이러한 기준 펄스 형상에서 두 번째 피크점(AP2)의 전압을 첫 번째 피크점(AP1)의 전압으로 나눈 값을 기준 2차 피크점 전압 비율로서 산출한다.
그 후, 기준 에너지 세기의 변화량 ÷ 기준 2차 피크점 전압 비율의 변화량인 피크점 대비 기울기(Ψ)를 산출하는 과정을 가진다. 도 7의 그래프는 감쇠기(200)가 어느 하나의 입사각을 가질 때, 예컨대, 감쇠기 입사각이 달라짐에 따라 다르게 출력되는 펄스 형상의 기준 2차 피크점 전압 비율(2nd Hump ratio_ref)을 가로축에, 해당 감쇠기 입사각에 따른 기준 에너지 세기(단위면적당 에너지 크기인 레이저 에너지 밀도)를 세로축에 나타내었다. 따라서 세로축의 기준 에너지 세기의 변화량(레이저 에너지 밀도의 변화량)을 가로축의 기준 2차 피크점 전압 비율(2nd Hump ratio_ref)의 변화량으로 나눈 기울기(피크점 대비 기울기)를 산출한다. 참고로, 도 7의 그래프에서 선형 직선의 기울기가 피크점 대비 기울기(Ψ)에 해당한다.
그 후, 현재 입사각의 제어가 이루어지고 있는 감쇠기 제어 입사각 상태에서 측정되는 펄스 형상(이하, '측정 펄스 형상'이라 함)에서의 2차 피크점 전압 비율(2nd Hump ratio_est;이하, '측정 2차 피크점 전압 비율'이라 함)을 산출한다. 예를 들어, 제어되고 있는 감쇠기 제어 입사각이 30°이고, 레이저 광원(100)의 발진 횟수(사용시간)가 임계치를 초과한 경우, 도 7의 B와 같은 펄스 형상(측정 펄스 형상)이 측정될 수 있다. 이는 광원의 사용 시간의 증가로 원하는 기준이 되는 A와 같은 펄스 형상의 세기가 출력되지 않기 때문이다.
이러한 측정 펄스 형상에서의 두 번째 피크점(BP2)의 전압을 첫 번째 피크점(BP1)의 전압으로 나눔으로써, 측정 2차 피크점 전압 비율(2nd Hump ratio_est)을 산출하는 것이다.
상기와 같이 기준 2차 피크점 전압 비율(2nd Hump ratio_ref) 및 측정 2차 피크점 전압 비율(2nd Hump ratio_est)을 각각 산출한 후에는, 기준 2차 피크점 전압 비율(2nd Hump ratio_ref)에서 측정 2차 피크점 전압 비율(2nd Hump ratio_est)을 차감하여 펄스 형상 차이값을 산출한다. 즉, 2nd Hump ratio_ref - 2nd Hump ratio_est의 관계식을 이용하여 펄스 형상 차이값을 산출한다.
그리고, 피크점 대비 기울기(Ψ) × 펄스 형상 차이값(2nd Hump ratio_ref - 2nd Hump ratio_est) ÷ 입사각 대비 기울기(α)의 연산을 통하여 최종적으로 제2보정 입사각을 산출할 수 있다. 참고로, 상기의 입사각 대비 기울기(α)는 제1보정 입사각 산출시에 산출한 기울기의 값이다.
레이저 광원(100)의 사용시간이 오래될수록 기준 펄스에 비하여 측정되는 펄스의 에너지 세기가 달라지기 때문에, 이러한 펄스 형상의 피크점 차이값을 피크점 대비 기울기와 입사각 대비 기울기를 참고하여 제2보정 입사각을 산출하는 것이다(S450)
그 후, 감쇠기 제어 입사각에 제1보정 입사각 및 제2보정 입사각을 더하여 감쇠기 제어 입사각을 보정하는 과정(S460)을 가진다.
참고로, 감쇠기 제어 입사각이 30°로 제어되고 있을 때, 제1보정 입사각 산출시에 계산된 입사각 대비 기울기가 4[(mJ/cm2)/°]이라고 가정할 경우, 제2보정 입사각을 산출하는 예시를 설명한다.
기준 2차 피크점 전압 비율(2nd Hump ratio_ref)의 산출은, 도 6의 그래프를 보면 기준 펄스 형상(A)의 두 번째 피크점(AP2)의 전압(10V)를 첫 번째 피크점(AP1)의 전압(20V)로 나누면 0.5의 기준 2차 피크점 전압 비율(2nd Hump ratio_ref)이 산출된다.
피크점 대비 기울기(Ψ)의 산출은, 도 7의 그래프에서 피크점 대비 기울기를 산출하면 2[mJ/cm2]가 됨을 알 수 있다.
측정 2차 피크점 전압 비율(2nd Hump ratio_est)의 산출은, 도 6의 그래프를 보면 측정 펄스 형상(B)의 두 번째 피크점(BP2)의 전압(3.6V)을 첫 번째 피크점(BP1)의 전압(12V)으로 나누면 0.3이 측정 2차 피크점 전압 비율(2nd Hump ratio_est)이 산출된다.
펄스 형상 차이값의 산출은, 기준 2차 피크점 전압 비율(2nd Hump ratio_ref)인 0.5에서 측정 2차 피크점 전압 비율(2nd Hump ratio_est)인 0.3을 차감함으로써, 0.2의 펄스 형상 차이값을 얻을 수 있다.
따라서 제2보정 입사각의 산출은, 피크점 대비 기울기(Ψ) × 펄스 형상 차이값(2nd Hump ratio_ref - 2nd Hump ratio_est) ÷ 입사각 대비 기울기(α)에 의해, 즉, 2[mJ/cm2] × 0.2 ÷ 4[(mJ/cm2)/°]에 의하여 0.1°의 제2보정 입사각이 산출됨을 알 수 있다.
상기와 같이 제1보정 입사각 및 제2보정 입사각이 산출되면, 감쇠기 제어 입사각에 상기 제1보정 입사각 및 제2보정 입사각을 더하여 감쇠기 제어 입사각을 보정하는 감쇠기 보정 적용 과정을 가진다(S460). 예를 들어, 감쇠기 제어 입사각이 30°로 제어되고 있을 때, 제1보정 입사각이 2.5°이고, 제2보정 입사각이 0.1°로 산출된 경우, 최종적인 감쇠기 제어 입사각은 30°(감쇠기 제어 입사각) + 2.5°(제1보정 입사각) + 0.1°(제2보정 입사각)에 의하여 32.6°의 최종적인 보정된 감쇠기 제어 입사각이 결정될 수 있다. 참고로, 제1보정 입사각 및 제2보정 입사각이 마이너스로 산출되는 경우 감쇠기 제어 입사각은 최초값보다 더 작은 값으로 보정될 수 있다.
상기와 같이 측정 에너지 세기와 측정 펄스 형상을 이용하여 보정값을 산출하여 상기 감쇠기 제어 입사각을 보정하는 감쇠기 보정 과정(S440,S450,S460)을 거치게 되어 라인 빔 에너지 보정을 정밀하게 할 수 있다.
한편, 상기에서 설명한 레이저 측정 과정(S410), 제1보정 입사각 산출 과정(S440), 제2보정 입사각 산출 과정(S450), 감쇠기 보정 적용 과정(S460)은 측정 에너지 세기가 오차 범위 내에 속할 때까지(S470) 반복 수행되도록 한다. 측정되는 레이저의 에너지 세기가 기준 레이저 세기와 크게 벗어나지 않는 미리 설정한 오차 범위 내에 들때까지 상기 과정들을 반복 수행하는 것이다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
100:레이저 광원 200:감쇠기
300:광학계 400:기판 조사 렌즈계
500:빔 스플리터 조사 렌즈계 600:빔 스플리터
700:레이저 세기 모니터부 800:펄스 형상 모니터부
900:피드백 보정부

Claims (16)

  1. 감쇠기 입사각별로 기준 에너지 세기와 기준 펄스 형상을 설정하는 과정;
    제어하고자 하는 감쇠기 제어 입사각에 의해 출력되는 레이저의 에너지 세기를 측정하여 측정 에너지 세기로서 결정하고, 상기 레이저의 펄스 형상을 측정하여 측정 펄스 형상으로서 결정하는 레이저 측정 과정;
    상기 측정 에너지 세기와 측정 펄스 형상을 이용하여 보정값을 산출하여 상기 감쇠기 제어 입사각을 보정하는 감쇠기 보정 과정;
    을 포함하고, 상기 감쇠기 보정 과정은,
    상기 감쇠기 제어 입사각에 할당된 기준 에너지 세기와 상기 감쇠기 제어 입사각에 의해 출력되는 측정 에너지 세기간의 차이값 및 상기 감쇠기 입사각의 변화에 따른 상기 기준 에너지 세기의 변화량을 이용하여 제1보정 입사각을 산출하는 제1보정 입사각 산출 과정;
    상기 감쇠기 제어 입사각에 할당된 기준 펄스 형상과 상기 감쇠기 제어 입사각에 의해 출력되는 측정 펄스 형상간의 피크점을 비교한 펄스 형상 차이값, 상기 감쇠기 제어 입사각에 할당된 상기 기준 펄스 형상에서의 피크점 대비 기울기 및 상기 감쇠기 입사각의 변화에 따른 상기 기준 에너지 세기의 변화량을 이용하여 제2보정 입사각을 산출하는 제2보정 입사각 산출 과정;
    상기 감쇠기 제어 입사각에 상기 제1보정 입사각 및 제2보정 입사각을 더하여 상기 감쇠기 제어 입사각을 보정하는 감쇠기 보정 적용 과정;
    을 포함하는 라인 빔 에너지 보정 방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 측정 에너지 세기가 미리 설정한 오차 범위 내에 속할 때까지, 상기 레이저 측정 과정, 제1보정 입사각 산출 과정, 제2보정 입사각 산출 과정, 감쇠기 보정 적용 과정을 반복 수행하는 라인 빔 에너지 보정 방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 감쇠기 제어 입사각에 의해 출력되는 레이저는,
    레이저 빔의 형상 및 에너지 분포를 만드는 광학계에서 출력되는 레이저를 반사시키는 미러에서, 기판으로 반사되지 않고 상기 미러를 투과하는 레이저임을 특징으로 하는 라인 빔 에너지 보정 방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제1보정 입사각 산출 과정은,
    상기 기준 에너지 세기의 변화량 ÷ 상기 감쇠기 입사각의 변화량인 입사각 대비 기울기를 산출하는 과정;
    상기 감쇠기 제어 입사각과 동일한 값을 가지는 감쇠기 입사각에 할당된 기준 에너지 세기와 상기 감쇠기 제어 입사각에 의해 출력되는 측정 에너지 세기간의 차이인 에너지 세기 차이값을 산출하는 과정;
    상기 에너지 세기 차이값 ÷ 상기 입사각 대비 기울기에 의해 제1보정 입사각을 산출하는 과정;
    을 포함하는 라인 빔 에너지 보정 방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 제2보정 입사각 산출 과정은,
    상기 기준 펄스 형상에서의 두 번째 피크점의 전압을 첫 번째 피크점의 전압으로 나눈 기준 2차 피크점 전압 비율을 산출하는 과정;
    상기 기준 에너지 세기의 변화량 ÷ 상기 기준 2차 피크점 전압 비율의 변화량인 상기 피크점 대비 기울기를 산출하는 과정;
    상기 측정 펄스 형상에서의 두 번째 피크점의 전압을 첫 번째 피크점의 전압으로 나눈 측정 2차 피크점 전압 비율을 산출하는 과정;
    상기 기준 2차 피크점 전압 비율에서 상기 측정 2차 피크점 전압 비율을 차감한 상기 펄스 형상 차이값을 산출하는 과정;
    상기 피크점 대비 기울기 × 상기 펄스 형상 차이값 ÷ 상기 입사각 대비 기울기에 의해 제2보정 입사각을 산출하는 과정;
    을 포함하는 라인 빔 에너지 보정 방법.
  7. 청구항 1 및 청구항 3 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 측정 에너지 세기 및 기준 에너지 세기는, 단위 면적당 에너지량을 나타내는 에너지 밀도임을 특징으로 하는 라인 빔 에너지 보정 방법.
  8. 레이저를 발진하는 레이저 광원;
    상기 레이저 광원에서 발진된 레이저의 입사각을 제어하여 레이저 세기를 조절하는 감쇠기;
    상기 감쇠기에서 발진된 레이저의 형상 및 에너지 분포를 가공하는 광학계;
    상기 광학계에서 출력되는 레이저의 에너지를 기판으로 반사시키며, 나머지 반사되지 않는 잔여 레이저의 에너지를 투과시키는 광학계 출력단 반사 미러;
    상기 광학계 출력단 반사 미러에서 투과되는 잔여 레이저의 에너지 세기 및 펄스 형상을 측정하여 측정 에너지 세기 및 측정 펄스 형상으로서 각각 출력하는 레이저 모니터부;
    상기 감쇠기의 입사각에 의해 측정되는 상기 측정 에너지 세기가 설정된 오차 범위 내를 가지도록, 상기 측정 에너지 세기와 상기 감쇠기의 입사각 변화에 따른 기준 에너지 세기의 변화량을 이용한 제1보정 입사각 및 상기 측정 펄스 형상과 상기 감쇠기의 제어 입사각에 할당된 기준 펄스 형상에서의 피크점 대비 기울기와 상기 기준 에너지 세기의 변화량을 이용한 제2보정 입사각을 산출하여, 상기 감쇠기의 입사각에 상기 제1보정 입사각 및 제2보정 입사각을 더하여 상기 감쇠기의 입사각을 보정하는 피드백 보정부;
    를 포함하는 라인 빔 에너지 보정 장치.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 레이저 모니터부는,
    상기 광학계 출력단 반사 미러에서 투과되는 잔여 레이저를 제1분할 레이저 및 제2분할 레이저로 분할하여, 분할된 어느 하나의 레이저를 반사시키며 다른 하나의 레이저를 투과시키는 빔 스플리터;
    상기 제1분할 레이저의 에너지 세기를 측정하여 측정 에너지 세기로 출력하는 레이저 세기 모니터부;
    상기 제2분할 레이저의 펄스 형상을 측정하여 측정 펄스 형상으로 출력하는 펄스 형상 모니터부;
    를 포함하는 라인 빔 에너지 보정 장치.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 피드백 보정부는, 상기 측정 에너지 세기가 오차 범위 내에 속할 때까지 상기 제1보정 입사각 및 제2보정 입사각을 산출하여 보정을 반복하는 라인 빔 에너지 보정 장치.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 감쇠기로부터 출력되는 레이저를 반사시켜 상기 광학계로 입력하는 감쇠기 출력단 반사 미러;를 포함하는 라인 빔 에너지 보정 장치.
  12. 청구항 9에 있어서, 상기 광학계 반사 미러에서 반사되는 레이저를 집광하여 기판으로 출력하는 기판 조사 렌즈계;를 포함하는 라인 빔 에너지 보정 장치.
  13. 청구항 9에 있어서, 상기 광학계 출력단 반사 미러에서 투과되는 레이저를 집광하여 상기 빔 스플리터로 출력하는 빔 스플리터 조사 렌즈계;를 포함하는 라인 빔 에너지 보정 장치.
  14. 청구항 9에 있어서, 상기 피드백 보정부는,
    제어하고자 하는 감쇠기 제어 입사각에 의해 출력되는 레이저의 에너지 세기를 측정하여 측정 에너지 세기로서 결정하며 상기 레이저의 펄스 형상을 측정하여 측정 펄스 형상으로서 결정하는 라인 빔 에너지 보정 장치.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 피드백 보정부는,
    상기 감쇠기 제어 입사각에 의해 출력되어야 하는 미리 설정된 기준 에너지 세기와 상기 감쇠기 제어 입사각에 의해 측정되는 측정 에너지 세기간의 차이인 에너지 세기 차이값을 산출하고, 상기 감쇠기의 입사각 변화에 따른 상기 기준 에너지 세기의 변화량인 입사각 대비 기울기를 산출하여, 상기 에너지 세기 차이값 ÷ 상기 입사각 대비 기울기를 이용하여 제1보정 입사각을 산출하는 라인 빔 에너지 보정 장치.
  16. 청구항 14에 있어서, 상기 피드백 보정부는,
    상기 감쇠기 제어 입사각에 의해 출력되어야 하는 미리 설정된 기준 펄스 형상에서의 두 번째 피크점의 전압을 첫 번째 피크점의 전압으로 나눈 기준 2차 피크점 전압 비율을 산출하고, 상기 감쇠기 제어 입사각에 의해 출력되는 측정 펄스 형상에서의 두 번째 피크점의 전압을 첫 번째 피크점의 전압으로 나눈 측정 2차 피크점 전압 비율을 산출하여, 상기 기준 2차 피크점 전압 비율에서 상기 측정 2차 피크점 전압 비율을 차감한 펄스 형상 차이값을 산출하고, 상기 기준 2차 피크점 전압 비율에 따른 상기 기준 에너지 세기의 변화량인 피크점 대비 기울기를 산출하여, 상기 피크점 대비 기울기 × 상기 펄스 형상 차이값 ÷ 상기 입사각 대비 기울기를 이용하여 제2보정 입사각을 산출하는 라인 빔 에너지 보정 장치.
KR1020130162606A 2013-12-24 2013-12-24 라인 빔 에너지 보정 방법 및 장치 KR101527096B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130162606A KR101527096B1 (ko) 2013-12-24 2013-12-24 라인 빔 에너지 보정 방법 및 장치
CN201410818414.5A CN104733339B (zh) 2013-12-24 2014-12-24 用于校正线束能量的方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130162606A KR101527096B1 (ko) 2013-12-24 2013-12-24 라인 빔 에너지 보정 방법 및 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101527096B1 true KR101527096B1 (ko) 2015-06-09

Family

ID=53457124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130162606A KR101527096B1 (ko) 2013-12-24 2013-12-24 라인 빔 에너지 보정 방법 및 장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101527096B1 (ko)
CN (1) CN104733339B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114527451A (zh) * 2021-12-27 2022-05-24 西南技术物理研究所 一种激光探测线性自动校准装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107186336B (zh) * 2016-03-09 2021-08-27 住友重机械工业株式会社 激光加工装置
CN107546094B (zh) * 2016-06-28 2019-05-03 中微半导体设备(上海)股份有限公司 监测等离子体工艺制程的等离子体处理装置和方法
DE102018125436A1 (de) 2018-10-15 2020-04-16 Ewag Ag Verfahren zur materialabtragenden Laserbearbeitung eines Werkstücks
CN109883543A (zh) * 2018-12-29 2019-06-14 合肥华脉激光科技有限公司 一种可连续同步测量高功率激光脉冲能量、空间分布及脉冲宽度的方法及装置
CN112038267B (zh) * 2020-09-21 2024-02-20 京东方科技集团股份有限公司 一种激光能量的调节装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090105750A (ko) * 2008-04-03 2009-10-07 삼성모바일디스플레이주식회사 레이저 조사 장치 및 레이저 조사 방법
KR20110122052A (ko) * 2009-02-02 2011-11-09 가부시끼가이샤 니혼 세이꼬쇼 반도체막의 레이저 어닐링 방법 및 어닐링 장치
KR20130077415A (ko) * 2011-12-29 2013-07-09 주식회사 이오테크닉스 레이저 어닐링 장치 및 레이저 어닐링 방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2210696A1 (en) * 2009-01-26 2010-07-28 Excico France Method and apparatus for irradiating a semiconductor material surface by laser energy

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090105750A (ko) * 2008-04-03 2009-10-07 삼성모바일디스플레이주식회사 레이저 조사 장치 및 레이저 조사 방법
KR20110122052A (ko) * 2009-02-02 2011-11-09 가부시끼가이샤 니혼 세이꼬쇼 반도체막의 레이저 어닐링 방법 및 어닐링 장치
KR20130077415A (ko) * 2011-12-29 2013-07-09 주식회사 이오테크닉스 레이저 어닐링 장치 및 레이저 어닐링 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114527451A (zh) * 2021-12-27 2022-05-24 西南技术物理研究所 一种激光探测线性自动校准装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN104733339A (zh) 2015-06-24
CN104733339B (zh) 2017-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101527096B1 (ko) 라인 빔 에너지 보정 방법 및 장치
JP6347823B2 (ja) 使用中の音響光学ビーム偏向器および音響光学変調器の温度安定性を実現するためのシステムならびに方法
JP4567984B2 (ja) 平面表示装置の製造装置
US20090256057A1 (en) Systems and methods for implementing an interaction between a laser shaped as line beam and a film deposited on a substrate
JP7172016B2 (ja) レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JP2011003630A (ja) レーザ照射装置、及びレーザ照射方法
CN107186336B (zh) 激光加工装置
US20120298650A1 (en) Laser Pulse Generation Method and Apparatus
JP5430488B2 (ja) レーザアニール処理装置、レーザアニール処理体の製造方法およびレーザアニール処理プログラム
WO2019176753A1 (ja) レーザパワー制御装置、レーザ加工装置及びレーザパワー制御方法
TWI398060B (zh) 雷射加工控制裝置及雷射加工裝置
KR101591490B1 (ko) 레이저 보정 방법 및 장치
CN110998794A (zh) 用于准分子激光硅结晶的能量控制器
JP2005101202A (ja) レーザアニール装置のレーザビーム強度モニタ方法とレーザアニール装置
CN111133639B (zh) 光纤激光装置和用于加工工件的方法
KR102459817B1 (ko) 레이저 결정화 장치
JP2005219077A (ja) レーザエネルギ調整装置、及びレーザエネルギ調整方法、及びレーザ加工機
KR102397423B1 (ko) 레이저 장치 및 이의 구동방법
JP2000042777A (ja) レーザビームのドリフト補正装置及びこれを用いたレーザ加工装置、並びに加工用レーザビームのドリフト補正方法
WO2019181637A1 (ja) レーザ加工装置及びレーザ加工方法
KR101523672B1 (ko) 레이저 빔 보정 장치 및 이를 이용한 레이저 빔 보정 방법
TWI634960B (zh) 用於處理雷射的設備
KR20240053416A (ko) 레이저 열처리 장치 및 레이저 열처리 방법
Li et al. Auto-collimation and monitoring of laser beam in high power electron-pumped krf laser facility
JP6644422B2 (ja) レーザ加工装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20131224

PA0201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
PN2301 Change of applicant

Patent event date: 20141210

Comment text: Notification of Change of Applicant

Patent event code: PN23011R01D

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20141222

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20150527

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20150602

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20150603

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20200602

Start annual number: 6

End annual number: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20210602

Start annual number: 7

End annual number: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20220603

Start annual number: 8

End annual number: 8

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20230602

Start annual number: 9

End annual number: 9

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20240530

Start annual number: 10

End annual number: 10