KR102154609B1 - 레이저빔을 이용하여 가공대상물을 베이킹(baking) 가공 하는 레이저 시스템 및 이를 이용한 가공 방법 - Google Patents

레이저빔을 이용하여 가공대상물을 베이킹(baking) 가공 하는 레이저 시스템 및 이를 이용한 가공 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저빔을 출력시키는 레이저 컨트롤러(100)와, 상기 레이저 컨트롤러(100)로부터 출력되는 레이저빔이 조사되는 가공대상물(10)이 놓이고 x, y, z, θ 축으로 이동되는 4축 스테이지(200)와, 상기 레이저 컨트롤러(100)와 4축 스테이지(200) 사이에 구비되어 레이저 컨트롤러(100)로부터 가공대상물(10)로 주사되는 빔의 특성을 측정하는 빔 모니터부(300)와, 상기 4축 스테이지(200)의 구동을 제어하는 스테이지 제어장치(400)와, 상기 레이저 컨트롤러(100)의 구동을 제어하는 제어부(500)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 레이저빔의 특성 프로파일 피드백을 갖는 레이저 성형 시스템이 제공된다.

Description

레이저빔을 이용하여 가공대상물을 베이킹(baking) 가공 하는 레이저 시스템 및 이를 이용한 가공 방법{Laser system for baking an object using laser beam and processing method using the same}
본 발명은 레이저빔을 이용하여 가공대상물을 베이킹(baking) 가공 하는 레이저 시스템 및 이를 이용한 가공 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공정 중 실시간으로도 레이저빔의 다양한 특성을 모니터링하고, 이를 피드백 하여 레이저빔 이상 시에 공정을 정지시킬 수 있는 레이저빔의 특성 프로파일 피드백을 갖는 레이저시스템 및 이를 이용한 가공 방법에 관한 것이다.
최근 반도체, 디스플레이 등의 미세공정에 있어서 기판 표면의 개질이나 비아(via)홀 머시닝, 혹은 특정 패턴의 형성에 레이저 장치가 많이 사용되고 있다.
이를 위해 레이저빔을 특수한 형태로 가공하는 기술이 다수 개발되었으며 여전히 새로운 레이저 활용 공정을 위해 특수한 형태로 가공하는 기술이 요구되고 있다.
이에 레이저의 공간적인 형태를 선, 면 등으로 성형하는 기술, 즉 빔의 공간적인 세기를 특정 형태로 유지하거나 에지 부분의 트랜지션 폭을 최소화 하는 등의 기술이 개발되고 있다.
그러나 이와 같이 정밀하게 성형된 레이저빔은 촬상면, 즉 목표물에 주사되기 전까지 초기 레시피(recipe)의 설정과는 다르게 환경적인 요인 등에 의해 빔의 특성이 변형될 수 있다.
따라서 레이저 빔의 이상에 따라 가공 물품에 연속적으로 이상이 발생되는 문제가 발생한다.
이에 공정 중 실시간으로도 레이저 빔의 다양한 특성을 모니터링 하여 레이저빔 이상 시에 공정을 정지시킬 수 있는 시스템과 모니터링 방법이 필요하다.
대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2013-0115887호 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0967072호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 공정 중 실시간으로 레이저 빔의 특성을 모니터링하고, 이를 피드백 하여 레이저빔 이상 시에 공정을 정지시킬 수 있는 레이저빔의 특성 프로파일 피드백을 갖는 베이킹(baking) 가공 레이저 시스템 및 이를 이용한 가공 방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 레이저빔의 형태 및 사이즈를 가공 요건에 따라 출력하는 레이저 컨트롤러(100)와, 상기 레이저 컨트롤러(100)로부터 출력되는 레이저빔이 조사되는 가공대상물(10)이 놓이고x, y, z, θ 축으로 이동되는 4축 스테이지(200)와, 상기 레이저 컨트롤러(100)와 4축 스테이지(200) 사이에 구비되어 레이저 컨트롤러(100)로부터 가공대상물(10)로 주사되는 빔의 특성을 측정하는 빔 모니터부(300)와, 상기 4축 스테이지(200)의 구동을 제어하는 스테이지 제어장치(400)와, 상기 레이저 컨트롤러(100)의 구동을 제어하는 제어부(500)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부(500)는 가공 중, 상기 빔 모니터부(300)에 의해 측정된 레이저빔의 특성 정보를 획득하고, 획득한 특성 정보를 분석하며, 분석된 특성 정보를 미리 설정된 레이저빔의 기준 범위와 비교하되, 상기 분석된 특성 정보가 미리 설정된 레이저빔의 기준 범위와 비교하여 오차 범위를 벗어나는 경우, 레이저빔의 조사를 정지하거나 라인 환경에 따른 조치를 명령하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 빔 특성정보는 상기 레이저 빔의 균일성(uniformity), 형상, 사이즈, 밝기 및 광량인 것을 특징으로 한다.
여기서 빔 사이즈란 상기 레이저빔의 직진방향에 대한 직각방향에서의 빔의 단면적이며, 빔 밝기와 빔 광량은 관심있는 각 시간대의 레이저빔의 특성이고, 빔 밝기와 빔 광량의 평균은 일정시간동안 레이저빔을 조사시킨 후 평균값을 구하면 된다. 또한 빔의 균일성이란 일정시간동안 조사된 빔의 평균값에 대한 차이값의 분포도로 확인할 수 있으며, 차이값이 작을수록 균일성이 좋다고 볼 수 있다.
또한 이들 특성값의 범위는 가공상태에 따라 결정될 수 있다.
한편, 상기 빔 모니터부(300)는 상기 레이저 컨트롤러(100)로부터 출력되는 레이저 빔의 특성을 측정하는 빔 측정부(310)와, 상기 가공대상물(10)의 촬상면의 이미지를 실시간으로 획득하는 카메라(320)를 포함한다.
그리고 상기 빔 측정부(310)는 상기 레이저 컨트롤러(100)로부터 출력되는 레이저빔을 투과 및 반사시키는 제1빔스플릿터(311)와, 상기 제1빔스플릿터(311)로부터 반사된 레이저빔을 투과 및 반사시키는 제2빔스플릿터(312)와, 상기 제2빔스플릿터(312)로부터 투과된 레이저빔을 전달받아 빔의 광량을 실시간으로 측정하는 포토 디텍터(photo detector)(313)와, 상기 제2빔스플릿터(312)로부터 반사된 레이저빔을 전달받아 빔의 이미지를 획득하여 빔의 형상과 밝기를 측정하는 이미지 센서(image sensor)(314)를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 스테이지 제어장치(400)에서 발생되는 시작위치신호 및 종료위치신호는 상기 4축 스테이지(200)를 구동시키는 모터 제어와 동기화되도록 상기 레이저 컨트롤러(100)와, 이미지 센서(314) 및 제어부(500)로 입력된다.
여기서 레이저 컨트롤러는 상기 시작위치신호에 의해 레이저를 온(on)시키고 상기 종료위치신호에 의해 레이저를 오프(off) 시킨다.
이때, 상기 제어부(500)는 상기 스테이지 제어장치(400)에서 발생되는 시작위치신호를 시점으로 하여 상기 포토 디텍터에서 측정되는 빔 광량 데이터를 획득하는 데이터수집(DAQ) 보드(510)가 구비되되, 상기 DAQ 보드(510)에 저장된 빔 광량 데이터를 통해 빔 광량의 평균과 산포를 측정한다.
또한, 상기 제어부(500)는 상기 스테이지 제어장치(400)에서 발생되는 시작위치신호를 시점으로 상기 이미지 센서에서 촬영된 빔 이미지 데이터를 획득하는 그래버(grabber)(520)가 구비되되, 그래버(grabber)(520)에 저장된 빔 이미지를 통해 빔 형상과 사이즈를 검사하고, 빔 형상에 대한 빔 밝기의 평균과 산포를 측정한다.
이에 상기 레이저 시스템을 이용한 베이킹(baking) 가공 방법은 a, 시스템을 초기화 시키는 단계(S101)와, b, 가공대상물(10)을 상기 4축 스테이지(200)에 로딩(loading) 시키는 단계(S102)와, c, 상기 가공대상물(10)의 다수 포인트에서 z축 높이 데이터를 획득하는 단계(S103)와, d, 상기 레이저 컨트롤러(100)를 통해 레이저를 가동시켜 안정화까지 웜업(warm-up) 시키는 단계(S104)와, e, 상기 웜업(warm-up) 중 출력되는 레이저빔의 특성을 측정하는 단계(S105)와, f, 상기 e 단계에서 측정된 레이저빔의 특성값과 미리 설정된 기준 값을 비교하는 단계(S106)와, g, 상기 f 단계에서 측정된 레이저빔의 특성값과 미리 설정된 기준 값을 비교하여 오차 범위를 벗어나는 경우, 레이저빔의 조사를 정지하고 알람을 작동시키는 단계(S107)를 포함하여 이루어진다.
또한, h, 상기 f 단계에서 측정된 레이저빔의 특성값과 미리 설정된 기준 값을 비교하여 정상 상태인 경우, 상기 레이저 컨트롤러(100)에서 출력되는 레이저의 형태 및 사이즈를 가공 요건에 따라 성형하여 상기 가공대상물(10)의 일정영역 또는 전 영역에 에 조사하는 단계(S108)와, i, 상기 h 단계에서 레이저빔 조사 중 스테이지 제어장치(400)에서 발생되는 시작 위치신호를 시점으로 제어부(500)는 포토 디텍터(313)에서 측정되는 빔 광량 데이터를 획득하고, 이미지 센서(314)에서 촬영된 빔 이미지 데이터를 획득하는 단계(S109)와, j, 상기 일정영역 가공 후, 상기 제어부(500)는 상기 i 단계에서 획득한 빔 광량 데이터와 빔 이미지 데이터를 통해 레이저빔의 특성을 측정하는 단계(S110)와, k, 상기 j 단계에서 측정된 레이저빔의 특성값과 미리 설정된 기준 값을 비교하는 단계(S111)와, l, 상기 k 단계에서 상기 일정영역 가공 후 측정된 레이저빔의 특성값이 미리 설정된 기준 값과 비교하여 오차 범위를 벗어나는 경우, 레이저빔의 조사를 정지하고 알람을 작동시키는 단계(S112)를 포함하여 이루어진다.
또한, m, 상기 j 단계에서 가공 후 측정된 레이저빔의 특성값이 미리 설정된 기준 값과 비교하여 정상 상태인 경우, 상기 가공대상물(10)의 촬상면 전면적에 대해 가공이 완료되었는지 판단하는 단계(S113) 더 포함하되, 상기 m 단계에서 상기 가공대상물(10)의 촬상면 전면적에 대해 가공이 완료되지 않은 경우, 상기 가공대상물(10)의 가공영역을 다음 라인으로 오버랩하여 상기 h~k 단계를 반복 실행한다.
또한, 상기 e 단계에서 레이저빔의 특성은 빔 형상, 빔 사이즈, 빔 밝기, 빔 형상에 대한 빔 밝기의 평균, 빔 형상에 대한 빔 밝기의 산포, 빔 광량, 빔 광량의 평균, 빔 광량의 산포를 측정한다.
또한, 상기 j 단계에서 빔 형상, 빔 사이즈, 빔 밝기, 빔 형상에 대한 빔 밝기의 평균, 빔 형상에 대한 빔 밝기의 산포, 빔 광량, 빔 광량의 평균, 빔 광량의 산포를 측정한다.
또한, 상기 빔 광량의 평균은 레이저빔의 기 설정된 출력값에 도달하는 라이징 타임(rising time)과 기설정된 출력값에서 출력값 0에 도달하는 폴링 타임(falling time)의 영역을 제외한 값으로 평균을 측정하는 것을 특징으로 한다.
베이킹은 빔을 주사하면서 스캐닝하므로, 1라인을 스캐닝 하면서 일정시간 간격으로 레이저빔의 특성은 확인할 수 있어, 결국 1라인 전체에 대해 일정시간 간격으로 산포를 볼 수 있을 뿐 아니라 이에 대한 평균값을 측정할 수 있다.
이때 상기에서 레이저빔의 특성을 측정하는 간격은 일정시간간격으로 트리거신호를 발생시키거나, 스테이지의 이동위치에 따라 발생하는 신호를 적용하여 레이저빔의 특성을 측정할 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부 도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 레이저 빔을 이용한 가공 중에도 실시간으로 레이저빔을 모니터링 하여 레이저빔의 이상 문제 시 공정을 정지시킴으로써 가공대상물에 연속적으로 이상이 발생되는 문제를 사전에 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 레이저빔 모니터링 방법은 레이저빔의 조사에 영향을 미치지 않으면서 공정 중 빔의 형상, 사이즈, 밝기, 광량 등과 같이 빔의 다양한 특성을 모니터링 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 레이저 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 베이킹(baking) 공정을 개략적으로 나타낸 공정 순서도,
도 3은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 베이킹(baking) 공정을 개략적으로 나타낸 공정 순서도,
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 촬상면에 대한 가공 경로를 개략적으로 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 레이저의 출력값 변화를 개략적으로 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 인터페이스를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
아울러, 아래의 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시 예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
첨부된 도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 레이저 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면, 도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 베이킹(baking) 공정을 개략적으로 나타낸 공정 순서도, 도 3은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 베이킹(baking) 공정을 개략적으로 나타낸 공정 순서도, 도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 촬상면에 대한 가공 경로를 개략적으로 나타낸 도면, 도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 레이저의 출력값 변화를 개략적으로 나타낸 도면, 도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 인터페이스를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1 이하에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 레이저빔의 특성 프로파일 피드백을 갖는 레이저 성형 시스템은 레이저 컨트롤러(100), 4축 스테이지(200), 빔 모니터부(300), 스테이지 제어장치(400) 및 제어부(500)가 구비된다.
상기 레이저 컨트롤러(100)는 레이저빔을 출력시키며, 상기 레이저 컨트롤러(100)에서 출력되는 레이저빔은 레이저빔 성형광확모듈에 의해 빔 단면의 형태와 사이즈를 조정할 수 있다.
또한, 상기 4축 스테이지(200)는 x, y, z, θ 축으로 이동되며, 상기 레이저 컨트롤러(100)로부터 출력되는 레이저빔이 조사되는 가공대상물(10)이 놓인다.
또한, 상기 스테이지 제어장치(400)는 상기 4축 스테이지(200)의 구동을 제어한다.
그리고 상기 빔 모니터부(300)는 상기 레이저 컨트롤러(100)와 4축 스테이지(200) 사이에 구비되어 레이저 컨트롤러(100)로부터 가공대상물(10)로 주사되는 빔의 특성을 측정한다.
또한, 상기 제어부(500)는 상기 레이저 컨트롤러(100)의 구동을 제어하며, 가공 중, 상기 빔 모니터부(300)에 의해 측정된 레이저빔의 특성정보(특성값)을 획득하고, 획득한 특성 정보를 분석하며, 분석된 특성 정보를 미리 설정된 레이저빔의 기준 범위와 비교한다.
그리고 상기 제어부(500)는 상기 분석된 특성 정보가 미리 설정된 레이저빔의 기준 범위와 비교하여 오차 범위를 벗어나는 경우, 레이저빔의 조사를 정지하거나 라인 환경에 따른 조치를 명령함으로써 실시간으로 레이저빔을 모니터링 하여 레이저빔의 이상 문제 시 공정을 정지시켜 가공대상물(10)에 연속적으로 이상이 발생되는 문제를 사전에 방지할 수 있다.
즉, 상기 제어부(500)에 의해 레이저 빔 특성인 레이저 빔의 균일성(uniformity), 형상, 사이즈, 밝기 및 광량을 측정할 수 있다.
한편, 상기 빔 모니터부(300)는 상기 레이저 컨트롤러(100)로부터 출력되는 레이저 빔의 특성을 측정하는 빔 측정부(310)와, 상기 가공대상물(10)의 촬상면의 이미지를 획득하는 카메라(320)를 포함하여 이루어진다.
이때 상기 카메라(320)은 주로 얼라인 작업을 위해 얼라인 마크를 검사하거나, 필요한 영역의 이미지를 획득하여 리뷰할 때 사용하며, 빔 측정부(310)는 실시간으로 빔의 특성을 측정하기 위해 사용된다.
또한, 상기 빔 측정부(310)는 제1빔스플릿터(311), 제2빔스플릿터(312), 포토 디텍터(photo detector)(313), 이미지 센서(image sensor)(314)를 포함하여 이루어진다.
상기 제1빔스플릿터(311)는 상기 레이저 컨트롤러(100)로부터 출력되는 레이저빔을 투과 및 반사시킨다.
그리고 상기 제2빔스플릿터(312) 상기 제1빔스플릿터(311)로부터 반사된 레이저빔을 투과 및 반사시킨다.
이때, 상기 제1빔스플릿터(311)에 의해 투과된 레이저빔은 상기 가공대상물(10)의 촬상면에 조사된다.
또한, 상기 포토 디텍터(photo detector)(313)는 상기 제2빔스플릿터(312)로부터 투과된 레이저빔을 전달받아 빔의 광량을 실시간으로 측정한다.
또한, 상기 이미지 센서(image sensor)(314)는 상기 제2빔스플릿터(312)로부터 반사된 레이저빔을 전달받아 빔의 이미지를 획득하여 빔의 형상과 밝기를 측정한다.
또한, 상기 스테이지 제어장치(400)에서 발생되는 시작위치신호는 상기 4축 스테이지(200)를 구동시키는 모터 제어와 동기화되도록 상기 레이저 컨트롤러(100)와, 이미지 센서(314) 및 제어부(500)로 입력된다.
그리고 상기 제어부(500)에는 상기 스테이지 제어장치(400)에서 발생되는 트리거 신호에 의해 상기 포토 디텍터에서 측정되는 빔 광량 데이터를 획득하는 데이터수집(DAQ) 보드(510)가 구비된다.
따라서 상기 제어부(500)는 상기 DAQ 보드(510)에 저장된 빔 광량 데이터를 통해 빔 광량의 평균과 산포를 측정한다.
또한, 상기 제어부(500)는 상기 스테이지 제어장치(400)에서 발생되는 시작위치신호를 시점으로 상기 이미지 센서(314)에서 촬영된 빔 이미지 데이터를 획득하는 그래버(grabber)(520)가 구비된다.
따라서 상기 제어부(500)는 그래버(grabber)(520)에 저장된 빔 이미지를 통해 빔 형상과 사이즈를 검사하고, 빔 형상에 대한 빔 밝기의 평균과 산포를 측정한다.
즉, 상기 시작위치신호를 시점으로 하여 상기 DAQ 보드(510)는 실시간으로 측정 중이던 빔 광량값(PD 값)을 획득하며, 상기 이미지 센서(314)는 빔의 이미지를 획득하여 영상 데이터 송수신 전용 케이블을 통해 제어부(500)로 전송하게 된다.
따라서 상기 제어부(500)는 상기 포토 디텍터(313)와 이미지 센서(314)에서 측정된 상기 빔의 특성 정보를 획득하여 빔 광량의 평균과 산포 및 빔 밝기의 평균과 산포, 빔 형태, 사이즈, 빔 형상 내부 중심 영역 밝기 평균과 산포 등을 측정한 후, 상기 빔의 특성 정보가 미리 설정된 기준 범위와 비교하여 오차 범위를 벗어나는지 분석할 수 있다.
또한, 상기 제어부(500)는 상기 분석 결과에 따라 레이저빔 조사를 정지하거나 라인 환경에 따른 조치를 시스템에 명령할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 레이저 베이킹(baking) 가공은 가공대상물(10)의 촬상면 전면적에 대해 레이저빔을 조사하여 개질 시키는 것으로, 어떠한 형상을 갖는 레이저빔이 연속적으로 가공대상물(10)의 촬상면 전면적에 조사된다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 레이저 컨트롤러(100)나 4축 스테이지(200)가 초기지점에서 x축 방향으로 이동되어 일정영역(1라인)에 연속적으로 레이저빔 조사가 이루어지며, 일정영역의 가공이 완료된 후, 다음 영역(2라인)을 가공하기 위해서 상기 레이저 컨트롤러(100)나 4축 스테이지(200)를 y축 방향으로 이동시킨 후, -x축 방향으로 레이저 조사가 이루어지면서 이동되는 것으로 촬상면의 전면적에 대하여 상기와 같은 공정이 반복되어 가공이 완료된다.
다시 말해서, 상기 가공대상물(10)의 촬상면의 일정영역은 전면적에 대해 n라인{ n=(1,2, ... ,m)}으로 나누어져 가공된다.
이때, 본 발명의 일예로써 레이저빔은 라인빔(line beam)을 사용하며, 경우에 따라서는 사각빔 또는 직사각형 빔도 사용할 수 있다.
이에 상기 레이저빔은 시작위치신호에 따라 on 되며, 종료위치신호에 따라 오프되고, 상기 각 라인에는 시작위치와 종료위치가 결정되어 각각의 위치에서 시작위치신호와 종료위치신호를 발생시킨다.
이때 레이저빔의 시작위치신호는 가공물보다 외각에서 발생되며 가공물의 영역에 레이저빔이 주사되기전에 레이저 파워가 목표 파워에 도달해야 한다.
즉 레이저 빔은 시작위치 신호에 의해 가공물보다 외각에서 레이저가 온 된후에 일정시간후 레이저 파워가 목표값에 도달하면 그 이후에 가공물의 외각에 진입하게 된다. 여기서 4축 스테이지는 연속해서 스케닝 되기때문에 시작위치신호와 레이저의 파워가 목표값에 도달하는 시간(Rising time)을 잘 확인하여 가공물에 정상적인 베이킹이 이루어지도록 제어한다.
또한, 도 2를 참조하여 레이저빔의 특성 프로파일 피드백을 갖는 레이저 시스템을 이용한 베이킹(baking) 공정에 관하여 설명하도록 한다.
우선, 시스템을 초기화 시키는 단계(S101)와, 가공대상물(10)을 상기 4축 스테이지(200)에 로딩(loading) 시키는 단계(S102)와, c, 상기 가공대상물(10)의 다수 포인트에서 z축 높이 데이터를 획득하는 단계(S103)를 포함한다.
이때, 상기 S103단계는 기 설정된 심도 이내에 z축이 위치하도록 조정 하기위한 z축 데이터를 얻는 과정으로서, 변위센서(Displacement sensor)를 이용하여 가공대상물(10)의 표면에 대해 z축 거리 데이터를 취득한다.
상기 z 축 거리 데이트를 취득하는 포인트는 많을수록 유리하나, 통상 바둑판 모양의 형태로 9 포인트가 적당하며, 측정된 각 포인트에 대해 평균거리값을 결정하며 상기 계산된 평균거리값이 심도의 중간위치에 위치하도록 4축 스테이지(200)를 구동시킨다.
이때 상기 심도(depth of focus)란 렌즈의 초점심도로서 레이저가 렌즈를 통해 가공대상물(10)의 표면에 도달할 때 에너지가 집중하여 조사될 수 있는 z축 범위이며 상기 심도의 중간위치란 상기 z축 범위의 중간위치를 의미한다.
이러한 과정을 거쳐, 상기 계산된 평균거리값이 심도의 중간위치에 위치하게되면, 본 공정에서의 통상 렌즈의 심도는 수십 μm 이고 스테이지의 구동 정밀도는 수백 nm 이므로 가공물 전체면적에 대해 스케닝을 통해 베이킹가공을 수행할 경우 무리 없이 가공을 진행할 수 있다.
한편 상기 가공대상물(10)의 세팅을 완료한 후, 상기 레이저 컨트롤러(100)를 통해 레이저를 가동시켜 안정화까지 웜업(warm-up) 시키는 단계(S104)와, 상기 웜업(warm-up) 중 출력되는 레이저빔의 특성을 측정하는 단계(S105)와, 상기 S105 단계에서 측정된 레이저빔의 특성값과 미리 설정된 기준 값을 비교하는 단계(S106)를 포함한다.
이때, 상기 스테이지 제어장치(400)에 시작위치신호 및 종료위치신호의 on/off time정보를 입력하며, 스테이지 제어장치(400)에 기 설정되어 있는 트리거 프로그램을 실행한다.
여기서 트리거 프로그램은 각 라인별로 스케닝을 수행할 때 필요한 시작위치신호와 종료위치신호가 설정되어 시작위치신호와 종료위치신호가 설정된다.
따라서 트리거 프로그램에 의해 상기 스테이지 제어장치(400)에서 발생되는 시작위치신호 및 종료위치신호와 동기되어 상기 레이저 컨트롤러(100)와 이미지 센서(314) 및 데이터수집(DAQ) 보드(510)에 병렬 형태로 동시에 입력된다.
또한 상기 트리거 프로그램은 스케닝 중에 광 관련 데이터를 수집하기 위한 트리거 신호를 발생시키는데 이러한 트리거 신호의 발생위치에서 그래버(grabber)(520)에서 그랩(grab)한 이미지를 바탕으로 레이저 shape를 검사하며, 데이터수집(DAQ) 보드(510)에서 취득한 포토 디텍터(313)의 PD값에 대한 평균과 산포를 계산한다.
즉, 빔 형상, 빔 사이즈, 빔 밝기, 빔 형상에 대한 빔 밝기의 평균, 빔 형상에 대한 빔 밝기의 산포, 빔 광량, 빔 광량의 평균, 빔 광량의 산포를 측정한다.
이때, 상기 빔 광량의 평균 및 빔 광량의 산포는 레이저빔의 기설정된 출력값에 도달하는 라이징 타임(rising time)과 기설정된 출력값에서 출력값 0에 도달하는 폴링 타임(falling time)의 영역을 제외한 값으로 평균과 산포를 측정한다.
또한, 상기 S106 단계에서 측정된 레이저빔의 특성값과 미리 설정된 기준값을 비교하여 오차 범위를 벗어나는 경우, 레이저빔의 조사를 정지하고 알람을 작동시키는 단계(S107)를 포함한다.
즉, 상기 레이저빔의 특성값에 대한 기준값을 사용자가 지정하며, 상기 S106 단계에서 측정된 레이저빔의 특성값과 미리 설정된 기준값을 비교하여 오차 범위를 벗어나는 경우, 인터락(interlock)을 발생시킨다.
이에 레이저빔 웜업(warm-up) 중 출력되는 레이저빔의 특성을 미리 측정하여 레이저 출력상태와 시스템의 작동상태 및 센서의 결합 여부를 미리 확인함으로써 공정 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 S106 단계에서 측정된 레이저빔의 특성값과 미리 설정된 기준 값을 비교하여 정상 상태인 경우, 상기 레이저 컨트롤러(100)에서 출력되는 레이저의 형태 및 사이즈를 가공 요건에 따라 성형하여 상기 가공대상물(10)의 일정영역에 조사하는 단계(S108)를 더 포함한다.
또한, 상기 가공대상물(10)의 일정영역에 레이저빔을 조사하기 전에 베이킹 공정을 위한 Recipe setup 및 job 설정을 진행한다.
즉, 공정영역, 공정순서 등 공정 데이터를 설정하고 가공 영역의 스케닝을 위한 시작위치에 해당하는 시작위치신호와 종료 위치에 대응되는 종료위치신호와 레이저 특성값을 취득하기 위한 위치에서 발생되는 트리거 신호를 제어장치(400)에 세팅한다.
또한, 로딩(loading)되어 있는 가공대상물의 오토 포커스(auto focus)를 맞춘 후, 정렬(alignment) 마크를 기준으로 가공대상물의 정렬 데이터를 생성한다.
그리고 정렬 데이터 보정값으로 가공대상물의 공정 기준 위치를 보정 후에 가공을 위한 시작 위치로 가공대상물을 이동시켜 공정 준비를 완료한다.
또한, 상기 S108 단계에서 레이저빔 조사 중 스테이지 제어장치(400)에서 발생되는 트리거 신호에 의해 상기 제어부(500)는 상기 포토 디텍터(313)에서 측정되는 빔 광량 데이터를 획득하고, 상기 이미지 센서(314)에서 촬영된 빔 이미지 데이터를 획득하는 단계(S109)와, 상기 일정영역 가공 후, 상기 제어부(500)는 상기 S109 단계에서 획득한 빔 광량 데이터와 빔 이미지 데이터를 통해 레이저빔의 특성을 측정하는 단계(S110)와, 상기 S110 단계에서 측정된 레이저빔의 특성값과 미리 설정된 기준 값을 비교하는 단계(S111)를 포함한다.
즉, 공정 준비가 완료된 후, 상기 가공대상물(10)의 일정영역에 가공 요건에 따라 형태 및 사이즈를 성형한 레이저빔을 조사하며, recipe 상의 공정 영역을 recipe의 job을 기준으로 상기 4축 스테이지(200) 구동과 레이저 컨트롤러(100)를 제어하면서 공정을 진행한다.
이때, 상기 4축 스테이지(200) 구동 시 발생되는 시작위치신호를 시점으로 하고 레이저 특성값을 측정하기 위한 신호(예 트리거 신호)에 의해 상기 DAQ 보드(313)에 빔 광량 데이터가 저장되고, 그래버(grabber)(520)에 빔 이미지 데이터가 저장된다.
또한, 일정영역(1라인)의 가공이 완료된 후, 상기 DAQ 보드(313)로 PD값이 buffer에 모두 채워질 때까지 대기 완료 후 다음 가공영역(2라인)의 가공을 진행한다.
또한, 상기 DAQ 보드(313)의 buffer를 복사 후 데이터 저장하며, 상기 DAQ 보드(313)의 buffer에 있는 데이터를 통해 평균과 산포를 계산한다.
즉, 상기 S110 단계는 빔 형상, 빔 사이즈, 빔 밝기, 빔 형상에 대한 빔 밝기의 평균, 빔 형상에 대한 빔 밝기의 산포, 빔 광량, 빔 광량의 평균, 빔 광량의 산포를 측정한다.
따라서 레이저빔의 조사에 영향을 미치지 않으면서 공정 중 빔의 형상, 사이즈, 밝기, 광량 등과 같이 빔의 다양한 특성을 모니터링 할 수 있다.
이에 상기 S111 단계에서 상기 일정영역 가공 후 측정된 레이저빔의 특성값이 미리 설정된 기준값과 비교하여 오차 범위를 벗어나는 경우, 레이저빔의 조사를 정지하고 알람을 작동시키는 단계(S112)를 포함한다.
즉, 측정된 레이저빔의 특성값이 미리 설정된 기준값과 비교하여 오차 범위를 벗어나는 경우 인터락을 발생시키고, 알람을 작동시키며, 시스템을 정지시킨다.
따라서 레이저 빔을 이용한 가공 중에도 실시간으로 레이저빔을 모니터링 하여 레이저빔의 이상 문제 시 공정을 정지시킴으로써 가공대상물에 연속적으로 이상이 발생되는 문제를 사전에 방지할 수 있다.
또한, 상기 S111 단계에서 상기 일정영역 가공 후 측정된 레이저빔의 특성값이 미리 설정된 기준 값과 비교하여 정상 상태인 경우, 상기 가공대상물(10)의 촬상면 전면적에 대해 가공이 완료되었는지 판단하는 단계(S113)를 포함한다.
그리고 상기 S113단계에서 상기 가공대상물(10)의 촬상면 전면적에 대해 가공이 완료되지 않은 경우, 상기 가공대상물(10)의 가공영역을 다음 라인으로 오버랩하여 상기 S108~S111 단계를 반복 실행한다.
또한, 상기 S113 단계에서 상기 가공대상물(10)의 촬상면 전면적에 대해 가공이 완료된 경우, 상기 가공대상물(10)을 언로딩(unloading) 하는 단계(S114) 포함하여 이루어져 베이킹(baking) 가공이 완료된다.
또한, 도 3을 참조하여 또 다른 일실시예에 따른 베이킹(baking) 공정에 관하여 설명하도록 하며, 상기에 기재된 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
우선, 시스템을 초기화 시키는 단계(S201)와, 가공대상물(10)을 상기 4축 스테이지(200)에 로딩(loading) 시키는 단계(S202)와, 상기 가공대상물(10)에 얼라인 마크(align mark)가 있는 경우, 상기 가공대상물(10)의 다수 포인트에서 z축 높이 데이터(z축 보상데이터)를 획득하는 단계(S203)와, 상기 가공대상물(10)을 정렬(alignment) 시키는 단계(S204)를 포함한다.
또한, 상기 가공대상물(10)의 세팅을 완료한 후, 상기 레이저 컨트롤러(100)를 통해 레이저를 가동시켜 안정화까지 웜업(warm-up) 시키는 단계(S205)와, 상기 웜업(warm-up) 중 출력되는 레이저빔의 특성을 측정하는 단계(S206)와, 상기 S206 단계에서 측정된 레이저빔의 특성값과 미리 설정된 기준 값을 비교하는 단계(S207)를 포함한다.
또한, 상기 S207 단계에서 측정된 레이저빔의 특성값과 미리 설정된 기준값을 비교하여 오차 범위를 벗어나는 경우, 레이저빔의 조사를 정지하고 알람을 작동시키는 단계(S208)를 포함한다.
한편, 상기 S207 단계에서 측정된 레이저빔의 특성값과 미리 설정된 기준 값을 비교하여 정상 상태인 경우, 상기 레이저 컨트롤러(100)에서 출력되는 레이저의 형태 및 사이즈를 가공 요건에 따라 성형하여 상기 가공대상물(10)의 일정영역에 조사하는 단계(S209)를 포함한다.
또한, 상기 S209 단계에서 레이저빔 조사 중 스테이지 제어장치(400)에서 발생되는 트리거 신호에 의해 상기 제어부(500)는 상기 포토 디텍터(313)에서 측정되는 빔 광량 데이터를 획득하고, 상기 이미지 센서(314)에서 촬영된 빔 이미지 데이터를 획득하는 단계(S210)와, 상기 일정영역 가공 후, 상기 제어부(500)는 상기 S210 단계에서 획득한 빔 광량 데이터와 빔 이미지 데이터를 통해 레이저빔의 특성을 측정하는 단계(S211)와, 상기 S211 단계에서 측정된 레이저빔의 특성값과 미리 설정된 기준 값을 비교하는 단계(S212)를 포함한다.
이에 상기 S212 단계에서 상기 일정영역 가공 후 측정된 레이저빔의 특성값이 미리 설정된 기준값과 비교하여 오차 범위를 벗어나는 경우, 레이저빔의 조사를 정지하고 알람을 작동시키는 단계(S213)를 포함한다.
또한, 상기 S212 단계에서 상기 일정영역 가공 후 측정된 레이저빔의 특성값이 미리 설정된 기준 값과 비교하여 정상 상태인 경우, 상기 가공대상물(10)의 촬상면 전면적에 대해 가공이 완료되었는지 판단하는 단계(S214)를 포함한다.
그리고 상기 S214단계에서 상기 가공대상물(10)의 촬상면 전면적에 대해 가공이 완료되지 않은 경우, 상기 가공대상물(10)의 가공영역을 다음 라인으로 오버랩하여 상기 S209~S212 단계를 반복 실행한다.
또한, 상기 S214 단계에서 상기 가공대상물(10)의 촬상면 전면적에 대해 가공이 완료된 경우, 상기 가공대상물(10)의 얼라인 마크를 통해 상기 가공대상물(10)의 위치 상태를 확인하는 단계(S215)를 포함한다.
또한, 상기 S215 단계에서 상기 가공대상물(10)의 위치상태가 미리 설정된 4축 스테이지(200)의 정밀도와 비교하여 오차 범위를 벗어나는 경우, 시스템을 정지하고 알람을 작동시키는 단계(S216)를 포함한다.
또한, 상기 S215 단계에서 상기 가공대상물(10)의 위치상태가 미리 설정된 4축 스테이지(200)의 정밀도와 비교하여 정상 상태인 경우, 상기 가공대상물(10)을 언로딩(unloading) 하는 단계(S216)를 포함하여 이루어져 베이킹(baking) 가공이 완료된다.
상기 S215 단계는 스테이지의 안정성과 정밀도에 이상이 없는지를 점검하는 단계로서 상기 가공대상물(10)의 위치상태가 스테이지의 정밀도 이내 오차를 벗어나 있다면 앞서 진행된 레이저 공정에서도 이상 위치에 레이저 빔을 주사하여 공정된 것으로 추론할 수 있다.
이에 따라 공정이상을 미리 점검하여 다음 공정을 진행하기 전에 이상 상태를 점검할 수 있으며, 스테이지, 제어 장치 등 구동 관련 장치에 대한 문제를 사전에 점검 또는 예방하여 향후 발생할 수 있는 문제를 예방할 수 있다.
즉, 공정 진행 후 레이저빔이 가공대상물의 위치 에러 없이 정확한 위치에 조사되었는지를 간접적으로 확인할 수 있으며, 스테이지 구동과 가공대상물의 위치 상태를 가공이 완료된 후에도 확인하기 때문에 공정 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
또한, 공정 중에도 작업자의 설정 주기에 따라서 가공대상물의 얼라인 마크를 통해 가공대상물(10) 위치 상태를 확인할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.
100 : 레이저 컨트롤러 200 : 4축 스테이지
300 : 빔 모니터부 400 : 스테이지 제어장치
500 : 제어부

Claims (14)

  1. 레이저빔을 출력시키는 레이저 컨트롤러(100)와,
    상기 레이저 컨트롤러(100)로부터 출력되는 레이저빔이 조사되는 가공대상물(10)이 놓이고 x, y, z, θ 축으로 이동되는 4축 스테이지(200)와,
    상기 레이저 컨트롤러(100)와 4축 스테이지(200) 사이에 구비되어 레이저 컨트롤러(100)로부터 가공대상물(10)로 주사되는 빔의 특성을 측정하는 빔 모니터부(300)와,
    상기 4축 스테이지(200)의 구동을 제어하는 스테이지 제어장치(400)와,
    상기 레이저 컨트롤러(100)의 구동을 제어하는 제어부(500)를 포함하여 이루어지되
    상기 제어부(500)는 가공 중, 상기 빔 모니터부(300)에 의해 측정된 레이저빔의 특성 정보를 획득하고, 획득한 특성 정보를 분석하며, 분석된 특성 정보를 미리 설정된 레이저빔의 기준 범위와 비교하되, 상기 분석된 특성 정보가 미리 설정된 레이저빔의 기준 범위와 비교하여 오차 범위를 벗어나는 경우, 레이저빔의 조사를 정지하거나 라인 환경에 따른 조치를 명령하는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용하여 가공대상물을 베이킹 가공 하는 레이저 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 측정된 레이저빔의 특성 정보는 빔의 균일성(uniformity), 형상, 사이즈, 밝기 및 광량인 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용하여 가공대상물을 베이킹 가공 하는 레이저 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 빔 모니터부(300)는,
    상기 레이저 컨트롤러(100)로부터 출력되는 레이저 빔의 특성을 측정하는 빔 측정부(310)와,
    상기 가공대상물(10)의 촬상면의 이미지를 획득하는 카메라(320)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용하여 가공대상물을 베이킹 가공 하는 레이저 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 빔 측정부(310)는,
    상기 레이저 컨트롤러(100)로부터 출력되는 레이저빔을 투과 및 반사시키는 제1빔스플릿터(311)와,
    상기 제1빔스플릿터(311)로부터 반사된 레이저빔을 투과 및 반사시키는 제2빔스플릿터(312)와,
    상기 제2빔스플릿터(312)로부터 투과된 레이저빔을 전달받아 빔의 광량을 실시간으로 측정하는 포토 디텍터(photo detector)(313)와,
    상기 제2빔스플릿터(312)로부터 반사된 레이저빔을 전달받아 빔의 이미지를 획득하여 빔의 형상과 밝기를 측정하는 이미지 센서(image sensor)(314)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용하여 가공대상물을 베이킹 가공 하는 레이저 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스테이지 제어장치(400)에서 발생되는 시작위치신호와 트리거신호는 상기 4축 스테이지(200)를 구동시키는 모터 제어와 동기화되도록 상기 레이저 컨트롤러(100)와, 이미지 센서(314) 및 제어부(500)로 입력되는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용하여 가공대상물을 베이킹 가공 하는 레이저 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어부(500)는,
    상기 스테이지 제어장치(400)에서 발생되는 시작위치신호를 시점으로 하여 상기 포토 디텍터(313)에서 측정되는 빔 광량 데이터를 획득하는 데이터수집(DAQ) 보드(510)가 구비되되, 상기 DAQ 보드(510)에 저장된 빔 광량 데이터를 통해 빔 광량의 평균과 산포를 측정하는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용하여 가공대상물을 베이킹 가공 하는 레이저 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제어부(500)는,
    상기 스테이지 제어장치(400)에서 발생되는 시작위치신호를 시점으로 하여 상기 이미지 센서(314)에서 촬영된 빔 이미지 데이터를 획득하는 그래버(grabber)(520)가 구비되되, 그래버(grabber)(520)에 저장된 빔 이미지를 통해 빔 형상과 사이즈를 검사하고, 빔 형상에 대한 빔 밝기의 평균과 산포를 측정하는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용하여 가공대상물을 베이킹 가공 하는 레이저 시스템.
  9. 제1항 또는 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항의 레이저 시스템을 이용한 베이킹(baking) 가공 방법에 있어서,
    a, 시스템을 초기화 시키는 단계(S101)와,
    b, 가공대상물(10)을 상기 4축 스테이지(200)에 로딩(loading) 시키는 단계(S102)와,
    c, 상기 가공대상물(10)의 다수 포인트에서 z축 높이 데이터를 획득하는 단계(S103)와,
    d, 상기 레이저 컨트롤러(100)를 통해 레이저를 가동시켜 안정화까지 웜업(warm-up) 시키는 단계(S104)와,
    e, 상기 웜업(warm-up) 중 출력되는 레이저빔의 특성을 측정하는 단계(S105)와,
    f, 상기 e 단계에서 측정된 레이저빔의 특성값과 미리 설정된 기준 값을 비교하는 단계(S106)와,
    g, 상기 f 단계에서 측정된 레이저빔의 특성값과 미리 설정된 기준 값을 비교하여 오차 범위를 벗어나는 경우, 레이저빔의 조사를 정지하고 알람을 작동시키는 단계(S107)를 포함하여 이루어지되
    h, 상기 f 단계에서 측정된 레이저빔의 특성값과 미리 설정된 기준 값을 비교하여 정상 상태인 경우, 상기 레이저 컨트롤러(100)에서 출력되는 레이저의 형태 및 사이즈를 가공 요건에 따라 성형하여 상기 가공대상물(10)의 일정영역 또는 전 영역에 조사하는 단계(S108)와,
    i, 상기 h 단계에서 레이저빔 조사 중 스테이지 제어장치(400)에서 발생되는 시작위치신호에 의해 제어부(500)는 포토 디텍터(313)에서 측정되는 빔 광량 데이터를 획득하고, 이미지 센서(314)에서 촬영된 빔 이미지 데이터를 획득하는 단계(S109)와,
    j, 상기 가공대상물(10)의 일정영역 가공 후, 상기 제어부(500)는 상기 i 단계에서 획득한 빔 광량 데이터와 빔 이미지 데이터를 통해 레이저빔의 특성을 측정하는 단계(S110)와,
    k, 상기 j 단계에서 측정된 레이저빔의 특성값과 미리 설정된 기준 값을 비교하는 단계(S111)와,
    l, 상기 k 단계에서 상기 가공대상물(10)의 일정영역 가공 후 측정된 레이저빔의 특성값이 미리 설정된 기준 값과 비교하여 오차 범위를 벗어나는 경우, 레이저빔의 조사를 정지하고 알람을 작동시키는 단계(S112)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 베이킹(baking) 가공 방법.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    m, 상기 j 단계에서 가공 후 측정된 레이저빔의 특성값이 미리 설정된 기준 값과 비교하여 정상 상태인 경우, 상기 가공대상물(10)의 촬상면 전면적에 대해 가공이 완료되었는지 판단하는 단계(S113) 더 포함하되,
    상기 m 단계에서 상기 가공대상물(10)의 촬상면 전면적에 대해 가공이 완료되지 않은 경우, 상기 가공대상물(10)의 가공영역을 다음 라인으로 오버랩하여 상기 h~k 단계를 반복 실행하는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 베이킹(baking) 가공 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    n, 상기 m, 단계에서 상기 가공대상물(10)의 촬상면 전면적에 대해 가공이 완료된 경우, 상기 가공대상물(10)을 언로딩(unloading) 하는 단계(S114)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 베이킹(baking) 가공 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 e 단계에서 레이저빔의 특성은 빔 형상, 빔 사이즈, 빔 밝기, 빔 형상에 대한 빔 밝기의 평균, 빔 형상에 대한 빔 밝기의 산포, 빔 광량, 빔 광량의 평균, 빔 광량의 산포를 측정하는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 베이킹(baking) 가공 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 j 단계에서 빔 형상, 빔 사이즈, 빔 밝기, 빔 형상에 대한 빔 밝기의 평균, 빔 형상에 대한 빔 밝기의 산포, 빔 광량, 빔 광량의 평균, 빔 광량의 산포를 측정하는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 베이킹(baking) 가공 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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KR100492245B1 (ko) * 2002-03-18 2005-06-03 (주) 포코 펨토초 레이저를 이용한 고정도 가공장치
JP4567984B2 (ja) * 2004-01-30 2010-10-27 株式会社 日立ディスプレイズ 平面表示装置の製造装置
JP2007110064A (ja) 2005-09-14 2007-04-26 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd レーザアニール方法及び装置
KR101344614B1 (ko) 2012-04-13 2013-12-26 주식회사 에프에스티 안정화된 레이저 빔 성형장치
KR20160073785A (ko) * 2014-12-17 2016-06-27 주식회사 이오테크닉스 레이저 가공 시스템 및 이를 이용한 레이저 가공 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101538028B1 (ko) 2014-04-11 2015-07-22 한국기계연구원 박막의 가공 두께 제어 및 모니터링을 위한 실시간 측정 및 가공 장치 및 방법

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