KR102397423B1 - 레이저 장치 및 이의 구동방법 - Google Patents

레이저 장치 및 이의 구동방법 Download PDF

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Abstract

실시 예에 따른 레이저 장치는 레이저 광을 발진하는 레이저 발생부, 레이저 광의 진행 경로 상에 위치하여, 레이저 광의 형상 및 에너지 분포를 가공하는 광학계, 레이저 발생부 주변에 위치하고, 레이저 발생부에서 발진된 레이저 광을 광학계로 조사하는 복수의 미러(mirror), 레이저 광의 에너지 크기를 검출하는 제1 감지부, 그리고 복수의 미러에 연결되고, 검출된 에너지 크기를 이용하여, 복수의 미러의 이동을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

레이저 장치 및 이의 구동방법{LASER APPARATUS AND DRIVING METHOD THEREOF}
실시 예는 레이저 장치 및 이의 구동방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD) 또는 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED display)와 같은 표시 장치는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)를 구비한다.
이러한 박막 트랜지스터는 기판 상에 고농도의 불순물로 도핑된 드레인 영역과 소스 영역 및 드레인 영역과 소스 영역의 사이에 형성된 채널 영역을 갖는 반도체 활성층을 포함한다.
이때, 반도체 활성층으로 비정질 실리콘(amorphous silicon) 또는 결정질 실리콘(crystalline silicon)이 사용될 수 있다. 그러나, 비정질 실리콘 박막 트랜지스터의 전기적 이동도로는 고속 동작을 요구하는 주변 회로에 이용하는데 한계가 있다.
결정질 실리콘은 비정질 실리콘을 결정화하여 제조될 수 있다. 비정질 실리콘을 결정화하는 방법에는 연속적 측면 고상화(Sequential Lateral Solidification; SLS) 방법과 엑시머 레이저 어닐링(Eximer Laser Annealing; ELA) 방법이 있다.
이러한 레이저 어닐링 공정은 기판 전면에 레이저 광이 균일하게 조사되어야 하므로, 주기적인 예방정비(preventive maintenance, PM)를 실시해야만 하는 문제점이 있다.
실시 예는 전술한 필요성을 충족하기 위해 제안되는 것으로서, 레이저 광의 에너지를 일정하게 유지하는 레이저 장치 및 이의 구동방법을 제공하고자 한다.
또한, 실시 예는 레이저 광의 대칭성을 증가시키는 레이저 장치 및 이의 구동방법을 제공하고자 한다.
실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해, 실시 예에 따른 레이저 장치는 레이저 광을 발진하는 레이저 발생부, 레이저 광의 진행 경로 상에 위치하여, 레이저 광의 형상 및 에너지 분포를 가공하는 광학계, 레이저 발생부 주변에 위치하고, 레이저 발생부에서 발진된 레이저 광을 광학계로 조사하는 복수의 미러(mirror), 레이저 광의 에너지 크기를 검출하는 제1 감지부, 그리고 복수의 미러에 연결되고, 검출된 에너지 크기를 이용하여, 복수의 미러의 이동을 제어하는 제어부를 포함한다.
레이저 광의 프로파일을 검출하는 제2 감지부를 더 포함하고, 제어부는 프로파일을 이용하여, 복수의 미러의 이동을 제어할 수 있다.
제어부는 프로파일을 이용하여, 레이저 광의 에너지 밀도 최대치의 변위량 및 에너지 밀도 대칭 정도를 산출하여 복수의 미러의 이동을 제어할 수 있다.
제2 감지부는 광학계에 의해 분기되는 레이저 광을 수광할 수 있다.
제1 감지부 및 제2 감지부는 광학계를 통과한 레이저 광을 수광할 수 있다.
복수의 미러는 레이저 광의 출력 방향을 따라 레이저 발생부의 후방에 위치하고, 레이저 광을 반사하는 제1 미러, 그리고 레이저 광의 출력 방향을 따라 레이저 발생부의 전방에 위치하고, 제1 미러로부터 반사된 레이저 광을 광학계로 투과하는 제2 미러를 포함할 수 있다.
제1 미러에 연결되어, 제1 미러를 회전시키거나, 3축 방향 중 적어도 하나의 방향으로 이동시키는 제1 구동부, 그리고 제2 미러에 연결되어, 제2 미러를 회전시키거나, 3축 방향 중 적어도 하나의 방향으로 이동시키는 제2 구동부를 더 포함할 수 있다.
제1 감지부는 광학계로 조사되는 레이저 광을 수광할 수 있다.
실시 예에 따른 레이저 장치는 복수의 레이저 광을 발진하는 복수의 레이저 발생부, 복수의 레이저 광의 형상 및 에너지 분포를 가공하여 하나의 레이저 광으로 출사하는 광학계, 복수의 레이저 발생부 각각에 대응하여 위치하고, 복수의 레이저 발생부에서 발진된 레이저 광을 광학계로 조사하는 복수의 미러(mirror), 광학계로부터 출사된 레이저 광의 에너지의 크기를 검출하는 제1 감지부, 그리고 검출된 에너지 크기를 이용하여, 복수의 미러의 이동을 제어하는 제어부를 포함한다.
광학계로부터 출사된 레이저 광의 프로파일을 검출하는 제2 감지부를 더 포함하고, 제어부는 프로파일을 이용하여, 복수의 미러의 이동을 제어할 수 있다.
실시 예에 따른 레이저 장치 구동방법은 레이저 발생부로부터 발진되고, 제1 미러 및 제2 미러에 의해 출사되는 레이저 광을 수광하는 단계, 제1 감지부가 레이저 광의 에너지 크기를 검출하는 단계, 그리고 에너지의 크기 값과 미리 설정된 크기 값의 차이가 제1 크기 값 이상인 경우, 제1 미러 및 제2 미러 중 적어도 하나의 이동을 제어하는 단계를 포함한다.
제1 미러는 레이저 광의 출력 방향을 따라 레이저 발생부의 후방에 위치하고, 제2 미러는 레이저 광의 출력 방향을 따라 레이저 발생부의 전방에 위치할 수 있다.
제1 감지부는 광학계로 조사되는 레이저 광을 수광할 수 있다.
제2 감지부가 레이저 광의 프로파일을 검출하는 단계, 그리고 프로파일을 이용하여 산출된 레이저 광의 에너지 밀도 최대치의 변위량 및 에너지 밀도 대칭 정도 중 적어도 하나가 오차 범위를 벗어나는 경우 제1 미러 및 제2 미러 중 적어도 하나의 이동을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제2 감지부는 광학계에 의해 분기되는 레이저 광을 수광할 수 있다.
제1 감지부 및 제2 감지부는 광학계를 통과한 레이저 광을 수광할 수 있다.
실시 예에 따른 레이저 장치 및 이의 구동방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
실시 예에 따르면, 상기한 메인터넌스의 주기를 늘림으로써 생산효율을 증대시키는 장점이 있다.
또한, 실시 예에 따르면, 레이저 광의 에너지 산포를 균일하게 관리할 수 있는 장점이 있다.
실시 예의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 일 실시 예에 관련된 레이저 장치의 블록도이다.
도 2는 일 실시 예에 관련된 레이저 장치의 구동방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 레이저 광의 에너지 밀도를 변위에 따라 나타낸 그래프이다.
도 4는 다른 실시 예에 관련된 레이저 장치의 블록도이다.
도 5는 또 다른 실시 예에 관련된 레이저 장치의 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 실시 예는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도 1은 일 실시 예에 관련된 레이저 장치(10)의 블록도이다. 도시한 바와 같이, 레이저 장치(10)는 레이저 발생부(100), 제1 미러(110), 제2 미러(120), 제1 구동부(130), 제2 구동부(140), 제1 감지부(150), 제2 감지부(160) 및 레이저 광(L1)의 형상 및 에너지 분포를 가공하는 광학계(170)를 포함할 수 있다.
레이저 장치(10)는 기판(20)으로 레이저 광(L1)을 조사하여, 기판(20)을 어닐링할 수 있다. 이때, 기판(20)은 결정화가 요구되는 기판(20)일 수 있다. 레이저 장치(10)는 이에 한정되지 않고 레이저 결정화 장치, 기판(20) 상의 막을 제거하는 레이저 리프트 오프(laser lift off) 장치, 레이저 열처리 장치, 레이저 처리 장치 및 기판(20) 처리 장치 등과 같이 다양한 레이저를 사용하는 장치에서 레이저 광(L1)이 요구되는 곳에 적용될 수 있다.
레이저 발생부(100)는 레이저를 발진하는 장치로서, 레이저 발진기를 포함할 수 있다. 레이저 발생부(100)에서 발진되는 레이저는 원하는 형태로 가공되어 부분반사 미러 및 전반사 미러에서 반사되어, 기판(20)의 표면의 방향으로 조사될 수 있다.
레이저 발생부(100)는 레이저 광을 발생시키는 공지의 구성으로서, 이용하고자 하는 레이저 광의 파장에 따라 KrF 엑시머 레이저(발진 파장 248㎚), ArF 엑시머 레이저(발진 파장 193㎚) 등 다양한 종류의 것이 채용될 수 있다.
예컨대, 레이저 발생부(100)의 소스로서, Ar 레이저, Kr 레이저, 엑시머 레이저 등의 기체 레이저, 단결정의 YAG, YVO4, 포스테라이트(Mg2SiO4), YAlO3, GdVO4, 또는 다결정의 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, 사파이어 레이저, 구리 증기 레이저 또는 금 증기 레이저 중 1종 또는 다수 종으로부터 발진되는 것을 사용할 수 있다.
레이저 발생부(100)의 후방에는 제1 미러(110)가 위치하고, 레이저 발생부(100)의 전방에는 제2 미러(120)가 위치할 수 있다. 예를 들어, 레이저 발생부(100)의 배면에는 제1 미러(110)가 위치하고, 레이저 발생부(100)의 앞면에는 제2 미러(120)가 위치한다. 제1 미러(110) 및 제2 미러(120)는 레이저 광(L1)이 출력되는 방향을 따라 레이저 발생부(110)의 후방과 전방에 각각 위치한다.
제1 미러(110)는 전반사 미러로써, 하이-리플렉터 코팅 미러(HR)를 포함한다. 제2 미러(120)는 부분반사 미러로써, 레이저 광 아웃-커플링 미러(OC)를 포함한다. 레이저 발생부(100)에서 방출된 레이저 광은 제1 미러(110)에서 반사되어 제2 미러(120)를 통해 출사된다.
제1 구동부(130)는 레이저 광(L1)의 출사 방향을 회전축으로 하여, 제1 미러(110)를 회전시키거나, 제1 미러(110)가 x축, y축 및 z축을 포함하는 3축 방향 중 적어도 하나의 방향으로 이동하도록 구동할 수 있다. 그리고, 제2 구동부(140)는 레이저 광(L1)의 출사 방향을 회전축으로 하여, 제2 미러(120)를 회전시키거나, 제2 미러(120)가 x축, y축 및 z축을 포함하는 3축 방향 중 적어도 하나의 방향으로 이동하도록 구동할 수 있다.
광학계(170)는 제2 미러(120)를 통과한 레이저 광(L1)의 진행 경로(출력 방향) 상에 배치되고, 레이저 광(L1)의 경로를 형성하며, 레이저 광(L1)의 형상 및 에너지 분포를 가공한다. 예를 들어, 광학계(170)는 반사 미러들(M1, M2, M3, M4, M5)과 도시하지는 않았으나 레이저광의 일부분을 나누어 통과하는 빔 스플리터, 레이저 광(L1)의 형상을 가공하는 빔 팽창 망원경(Beam Expansion Telescope), 가공된 레이저 광(L1)의 에너지 분포를 균일하게 하는 빔 균일제(Beam Homogenizer), 레이저 광(L1)의 초점을 조절하는 프로젝션 렌즈, 빔 균일제를 통과한 레이저 광(L1) 단면의 가장자리를 마스킹하는 마스크와, 필드 렌즈 등을 포함할 수 있다.
제1 감지부(150)는 제2 미러(120)를 통과한 레이저 광(L1)을 수광하며, 레이저 광(L1)의 에너지 크기를 측정할 수 있다. 그리고, 제2 감지부(160)는 반사 미러에서 투과된 레이저 광(L1) 또는 빔 스플리터에서 분기된 레이저 광(L1)을 수광하며, 레이저 광(L1)의 레이저 프로파일(profile)를 측정할 수 있다. 제2 감지부(160)는 CCD 센서, CMOS 센서를 포함할 수 있다.
한편, 제1 감지부(150) 및 제2 감지부(160)는 레이저 광(L1)의 진행 경로 주변에 위치할 수 있다. 제1 감지부(150) 및 제2 감지부(160)는 기판(20)이 스테이지로 로딩(loading)되는 동안, 레이저 광(L1)을 수광하도록 이동할 수 있다. 예를 들어, 기판(20)들은 순차적으로 스테이지에 로딩된다. 스테이지에 로딩된 기판(20)에 대해 어닐링 공정이 수행된다. 어닐링 공정을 수행할 기판이 스테이지에 로딩될 때, 제1 감지부(150) 및 제2 감지부(160)가 레이저 광(L1)의 경로 상에 위치하도록 이동하여 레이저 광(L1)을 수광할 수 있다.
제어부(180)는 레이저 장치(10)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 감지부(110, 120)들 및 구동부들(130, 140)과 연결될 수 있다.
제어부(180)는 제1 감지부(150)에서 측정된 에너지의 크기 신호를 전달받아, 제1 구동부(130) 및 제2 구동부(140)를 구동할 수 있다. 또한, 제어부(180)는 제2 감지부(160)에서 측정된 레이저 광(L1)의 레이저 프로파일을 전달받아 제1 구동부(130) 및 제2 구동부(140)를 구동할 수 있다.
이때, 제어부(180)는 레이저 프로파일을 이용하여, 에너지 밀도 최대치의 변위량을 산출할 수 있다. 또한, 제어부(180)는 에너지 밀도 최대치에서의 에너지 밀도 대칭 정도를 산출할 수 있다.
이하에서는 이와 같이 구성된 레이저 장치(10)의 구동 방법과 관련된 실시 예에 대해 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 일 실시 예에 관련된 레이저 장치(10)의 구동방법을 도시한 순서도이다. 도시된 바와 같이, 제1 감지부(150)는 레이저 광(L1)의 에너지를 검출(S100)한다. 제1 감지부(150)는 레이저 광(L1)의 에너지 크기를 측정하여, 제어부(180)로 전달할 수 있다.
그러면, 제어부(180)는 측정된 에너지 크기 값이 오차 범위 내인지 판단(S110)한다. 예를 들어, 제어부(180)는 하기의 수학식 1과 같이, 측정된 에너지 크기 값과 미리 설정된 크기 값의 차이가 제1 크기 미만인지를 판단할 수 있다.
Figure 112015103952459-pat00001
여기서, E1은 측정된 에너지 크기 값이고, E2는 미리 설정된 크기 값이며, α는 제1 크기이고, 단위는 mJ일 수 있다. 제1 크기는 2mJ일 수 있다.
제어부(180)는 측정된 에너지 크기 값이 오차 범위를 벗어나는 것으로 판단되는 경우, 제1 구동부(130) 또는 제2 구동부(140) 중 적어도 하나를 제어(S112)한다. 예를 들어, 제어부(180)는 제1 구동부(130)와 제2 구동부(140) 중 적어도 하나를 제어하여, 제2 미러(120)를 통과한 레이저 광(L1)의 에너지 크기를 증가시킬 수 있다.
제1 구동부(130)는 레이저 광(L1)의 출사 방향을 회전 축으로 제1 미러(110)를 회전시킬 수 있다. 또한, 제1 구동부(130)는 제1 미러(110)를 x축, y축 및 z축을 포함하는 3축 방향 중 적어도 하나의 방향으로 이동시킬 수 있다.
그리고, 제2 구동부(140)는 레이저 광(L1)의 출사 방향을 회전 축으로 제2 미러(120)를 회전시킬 수 있다. 또한, 제2 구동부(140)는 제2 미러(120)를 x축, y축 및 z축을 포함하는 3축 방향 중 적어도 하나의 방향으로 이동시킬 수 있다.
제1 구동부(130)와 제2 구동부(140) 중 적어도 하나에 의해, 레이저 발생부에서 발진된 레이저 광(L1)이 집광될 수 있다. 레이저 광(L1)이 집광되므로, 제2 미러(120)를 통과하는 레이저 광(L1)의 크기가 증가될 수 있다.
에너지 크기 값이 오차 범위 내인 경우, 제2 감지부(160)는 레이저 프로파일을 측정(S120)한다. 제2 감지부(160)는 레이저 광(L1)의 레이저 프로파일을 측정하여 제어부(180)로 전달할 수 있다.
제어부(180)는 측정한 레이저 프로파일의 값이 오차 범위 내인지 판단(S130)한다. 예를 들어, 제어부(180)는 레이저 광(L1)의 레이저 프로파일을 이용하여, 에너지 밀도 최대치의 변위량 및 에너지 밀도 대칭 정도를 산출할 수 있다. 이하에서는 레이저 프로파일에 대해서 도 3을 참조하여 함께 설명한다.
도 3은 레이저 광(L1)의 에너지 밀도를 변위에 따라 나타낸 그래프이다. 도시된 바와 같이, 레이저 광(L1)은 변위(x)에서 최대 에너지 밀도(X)를 가질 수 있다. 이때, 제어부(180)는 최대 에너지 밀도(X)를 가지는 변위(x)를 산출할 수 있다. 그리고, 제어부(180)는 기준 변위(c)와 제1 변위(x)의 차이가 소정 값 미만인지 판단할 수 있다.
한편, 레이저 광(L1)은 변위(x)를 중심으로 제1 변위(Δy)만큼 음의 차이를 가지는 변위(a)에서 에너지 밀도(A)를 가질 수 있다. 또한, 레이저 광(L1)은 변위(x)를 중심으로 제1 변위(Δy)만큼 양의 차이를 가지는 변위(b)에서 에너지 밀도(B)를 가질 수 있다. 그러면, 제어부(180)는 에너지 밀도의 대칭 정도를 하기의 수학식 2를 이용하여 산출할 수 있다.
Figure 112015103952459-pat00002
여기서, Asymmetry Value(Δy)는 측정된 에너지 밀도의 대칭 정도를 나타내는 값일 수 있다.
그러면, 제어부는 상기의 수학식 2를 이용하여 계산된 에너지 밀도의 대칭 정도 값이 제2 크기 미만인지를 판단할 수 있다.
제어부는 측정한 레이저 프로파일의 값이 오차 범위를 벗어나는 것으로 판단되는 경우, 제1 구동부(130) 또는 제2 구동부(140) 중 적어도 하나를 제어(S132)한다. 예를 들어, 제어부는 기준 변위(c)와 제1 변위(x)의 차이가 소정 값 이상인 경우, 제1 구동부(130) 또는 제2 구동부(140) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 또한, 제어부는 에너지 밀도의 대칭 정도 값이 제2 크기 이상인 경우, 제1 구동부(130) 또는 제2 구동부(140) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
제어부는 제1 구동부(130)와 제2 구동부(140) 중 적어도 하나를 제어하여, 레이저 발생부(100)에서 발진된 레이저 광(L1)의 경로를 변경할 수 있다. 제1 구동부(130)는 레이저 광(L1)의 출사 방향을 회전 축으로 제1 미러(110)를 회전시킬 수 있다. 또한, 제1 구동부(130)는 제1 미러(110)를 x축, y축 및 z축을 포함하는 3축 방향 중 적어도 하나의 방향으로 이동시킬 수 있다. 그리고, 제2 구동부(140)는 레이저 광(L1)의 출사 방향을 회전 축으로 제2 미러(120)를 회전시킬 수 있다. 또한, 제2 구동부(140)는 제2 미러(120)를 x축, y축 및 z축을 포함하는 3축 방향 중 적어도 하나의 방향으로 이동시킬 수 있다.
제1 구동부(130)와 제2 구동부(140) 중 적어도 하나에 의해, 레이저 발생부(100)에서 발진된 레이저 광(L1)의 경로가 변경될 수 있다. 레이저 광(L1)의 경로가 변경되므로, 제2 미러(120)를 통과하여 기판에 조사되는 레이저 광(L1)의 에너지 밀도의 대칭 정도 및 최대 에너지 밀도를 가지는 변위가 변경될 수 있다.
예를 들어, 제1 구동부(130)와 제2 구동부(140)는 레이저 광(L1)의 대칭 정도를 감소시키거나, 기준 변위(c)에서 최대 에너지 밀도를 갖도록, 제1 미러(110) 및 제2 미러(120) 중 대응하는 적어도 하나를 회전시킬 수 있다. 또한, 제1 구동부(130)와 제2 구동부(140)는 레이저 광(L1)의 대칭 정도를 감소시키거나, 기준 변위(c)에서 최대 에너지 밀도를 갖도록, 제1 미러(110)와 제2 미러(120) 중 대응하는 하나를 x축, y축 및 z축을 포함하는 3축 방향 중 적어도 하나의 방향으로 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 레이저 장치(10)는 레이저 광(L1)의 대칭 정도를 감소시켜, 오차 범위 내로 보정할 수 있다. 또한, 레이저 장치(10)는 기준 변위(c)에서 최대 에너지 밀도를 갖도록 레이저 광(L1)의 경로를 보정할 수 있다.
실시 예에 따른 레이저 장치(10) 및 이의 구동방법은 레이저 광(L1)의 에너지 산포를 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 그리고, 실시 예에 따른 레이저 장치(10) 및 이의 구동방법은 미러(110, 120)를 이동시키거나 회전시켜 레이저의 에너지 크기를 보정하므로, 레이저 발생부(100)의 수명을 증가시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 실시 예에 따른 레이저 장치(10) 및 이의 구동방법은 기판 어닐링 공정 중에, 레이저 광의 경로를 보정할 수 있는 효과가 있다. 또한, 실시 예에 따른 레이저 장치(10) 및 이의 구동방법은 레이저 광(L1)이 광학계를 통과하기 전의 에너지를 측정할 수 있는 효과가 있다.
다음으로, 도 4를 참조하여 다른 실시 예에 따른 레이저 장치(12)에 대해 설명한다.
도 4는 다른 실시 예에 관련된 레이저 장치(12)의 블록도이다. 도시된 바와 같이, 레이저 장치(12)는 레이저 발생부(101), 제1 미러(111), 제2 미러(121), 제1 구동부(131), 제2 구동부(141), 제1 감지부(151), 제2 감지부(161) 및 레이저 광(L2)의 형상 및 에너지 분포를 가공하는 광학계(171)를 포함할 수 있다.
레이저 발생부(101), 제1 미러(111), 제2 미러(121), 제1 구동부(131), 제2 구동부(141) 및 광학계(171)는 도 1의 실시 예와 동일하므로, 이하에서는 설명을 생략한다.
도 4의 실시 예에 따른 제1 감지부(151) 및 제2 감지부(161)는 광학계(171)를 통과한 레이저 광(L2)을 수광할 수 있다. 제1 감지부(151)는 광학계(171)를 통과한 레이저 광(L2)을 수광하며, 레이저 광(L2)의 에너지 크기를 측정할 수 있다. 그리고, 제2 감지부(161)는 광학계(171)를 통과한 레이저 광(L2)을 수광하며, 레이저 광(L2)의 레이저 프로파일(profile)를 측정할 수 있다. 제2 감지부(161)는 CCD 센서, CMOS 센서를 포함할 수 있다.
이러한 제1 감지부(151) 및 제2 감지부(161)를 포함하는 레이저 장치(12)는 도 2에서 설명한 구동방법에 따라 구동할 수 있다.
실시 예에 따른 레이저 장치(12) 및 이의 구동방법은 레이저 광(L2)의 에너지 산포를 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 그리고, 실시 예에 따른 레이저 장치(12) 및 이의 구동방법은 미러를 이동시키거나 회전시켜 레이저의 에너지 크기를 보정하므로, 레이저 발생부(101)의 수명을 증가시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 실시 예에 따른 레이저 장치(12) 및 이의 구동방법은 기판(20) 어닐링 공정 중에, 광의 경로를 보정할 수 있는 효과가 있다. 또한, 실시 예에 따른 레이저 장치(12) 및 이의 구동방법은 기판(20)에 직접 조사되는 레이저 광(L2)의 에너지를 측정할 수 있는 효과가 있다.
다음으로, 도 5를 참조하여 또 다른 실시 예에 따른 레이저 장치(14)에 대해 설명한다.
도 5는 또 다른 실시 예에 관련된 레이저 장치(14)의 블록도이다. 도시된 바와 같이, 레이저 장치(14)는 복수의 레이저 발생부(102, 103)를 포함할 수 있다. 레이저 장치(14)는 제1 레이저 발생부(102) 및 제2 레이저 발생부(103)를 포함하는 것으로 설명한다.
제1 레이저 발생부(102)의 후방에는 제1 미러(112)가 위치하고, 제1 레이저 발생부(102)의 전방에는 제2 미러(122)가 위치할 수 있다. 제1 구동부(132)는 레이저 광(L3)의 출사 방향을 회전축으로 하여, 제1 미러(112)를 회전시키거나, 제1 미러(112)가 x축, y축 및 z축을 포함하는 3축 방향 중 적어도 하나의 방향으로 이동하도록 구동할 수 있다. 그리고, 제2 구동부(142)는 레이저 광(L3)의 출사 방향을 회전축으로 하여, 제2 미러(122)를 회전시키거나, 제2 미러(122)가 x축, y축 및 z축을 포함하는 3축 방향 중 적어도 하나의 방향으로 이동하도록 구동할 수 있다. 제1 레이저 발생부(102)에서 발진된 레이저 광은 제2 미러(122)를 통해 광학계로 조사될 수 있다.
제2 레이저 발생부(103)의 후방에는 제1 미러(113)가 위치하고, 제1 레이저 발생부(103)의 전방에는 제2 미러(123)가 위치할 수 있다. 제1 구동부(133)는 레이저 광(L4)의 출사 방향을 회전축으로 하여, 제1 미러(113)를 회전시키거나, 제1 미러(113)가 x축, y축 및 z축을 포함하는 3축 방향 중 적어도 하나의 방향으로 이동하도록 구동할 수 있다. 그리고, 제2 구동부(142)는 레이저 광(L4)의 출사 방향을 회전축으로 하여, 제2 미러(122)를 회전시키거나, 제2 미러(122)가 x축, y축 및 z축을 포함하는 3축 방향 중 적어도 하나의 방향으로 이동하도록 구동할 수 있다. 제1 레이저 발생부(102)에서 발진된 레이저 광은 제2 미러(122)를 통해 광학계로 조사될 수 있다.
제1 레이저 발생부(102)에서 발진되어 제2 미러(122)를 통과한 레이저 광(L3) 및 제2 레이저 발생부(103)에서 발진되어 제2 미러(123)를 통과한 레이저 광(L4)은 광학계(172)로 조사될 수 있다. 광학계(172)는 레이저 광들(L3, L4)이 집광되어 기판(20)으로 조사되도록 레이저 광들(L3, L4)의 경로를 형성하며, 레이저 광들(L3, L4)의 형상 및 에너지 분포를 가공한다.
제1 감지부(152) 및 제2 감지부(162)는 광학계(172)를 통과한 레이저 광을 수광할 수 있다. 제1 감지부(152)는 광학계(172)를 통과한 레이저 광을 수광하며, 레이저 광의 에너지 크기를 측정할 수 있다. 그리고, 제2 감지부(162)는 광학계(172)를 통과한 레이저 광을 수광하며, 레이저 광의 레이저 프로파일(profile)를 측정할 수 있다. 제2 감지부(162)는 CCD 센서, CMOS 센서를 포함할 수 있다.
복수의 레이저 발생부(102, 103), 제1 감지부(152) 및 제2 감지부(162)를 포함하는 레이저 장치(14)는 도 2에서 설명한 구동방법에 따라 구동할 수 있다. 제어부(182)는 제1 감지부(152) 및 제2 감지부(162)에서 검출된 레이저 광의 에너지 크기와 레이저 프로파일을 이용하여, 제1 구동부들(132, 133) 및 제2 구동부들(142, 143) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
실시 예에 따른 레이저 장치(14) 및 이의 구동방법은 기판에 직접 조사되는 레이저 광의 에너지를 측정할 수 있는 효과가 있다. 또한, 실시 예에 따른 레이저 장치(14) 및 이의 구동방법은 복수의 레이저 발생부(102, 103)에서 발생되어 집광된 레이저 광의 에너지 산포를 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 그리고, 실시 예에 따른 레이저 장치(14) 및 이의 구동방법은 복수의 레이저 발생부(102, 103)의 수명을 증가시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 실시 예에 따른 레이저 장치(14) 및 이의 구동방법은 기판 어닐링 공정 중에, 복수의 레이저 광(L3, L4)의 경로를 각각 보정할 수 있는 효과가 있다. 또한, 실시 예에 따른 레이저 장치(14) 및 이의 구동방법은 기판(20)에 직접 조사되는 레이저 광의 에너지를 측정할 수 있는 효과가 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
10: 레이저 장치 20: 기판
100: 레이저 발생부 110: 제1 미러
120: 제2 미러 130: 제1 구동부
140: 제2 구동부 150: 제1 감지부
160: 제2 감지부 170: 광학계
180: 제어부

Claims (16)

  1. 레이저 광을 발진하는 레이저 발생부,
    상기 레이저 광의 진행 경로 상에 위치하여, 상기 레이저 광의 형상 및 에너지 분포를 가공하는 광학계,
    상기 레이저 발생부 주변에 위치하고, 상기 레이저 발생부에서 발진된 레이저 광을 상기 광학계로 조사하는 복수의 미러(mirror),
    상기 레이저 광의 에너지 크기를 검출하는 제1 감지부,
    상기 레이저 광의 프로파일을 검출하는 제2 감지부, 그리고
    상기 복수의 미러에 연결되고, 상기 검출된 에너지 크기를 이용하여, 상기 복수의 미러의 이동을 제어하고, 상기 프로파일을 이용하여, 상기 레이저 광의 에너지 밀도 최대치의 변위와 기준 변위와의 차이가 소정 값 이상인 경우 및 상기 레이저 광의 에너지 밀도 최대치의 변위에서의 에너지 밀도 대칭 정도 값이 소정 값 이상인 경우 중 적어도 하나의 경우에 해당하면, 상기 복수의 미러의 이동을 제어하는 제어부,
    를 포함하는 레이저 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 감지부는 상기 광학계에 의해 분기되는 레이저 광을 수광하는 레이저 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 감지부 및 상기 제2 감지부는 상기 광학계를 통과한 레이저 광을 수광하는 레이저 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 미러는,
    상기 레이저 광의 출력 방향을 따라 상기 레이저 발생부의 후방에 위치하고, 상기 레이저 광을 반사하는 제1 미러, 그리고
    상기 레이저 광의 출력 방향을 따라 상기 레이저 발생부의 전방에 위치하고, 상기 제1 미러로부터 반사된 레이저 광을 상기 광학계로 투과하는 제2 미러,
    를 포함하는 레이저 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 미러에 연결되어, 상기 제1 미러를 회전시키거나, 3축 방향 중 적어도 하나의 방향으로 이동시키는 제1 구동부, 그리고
    상기 제2 미러에 연결되어, 상기 제2 미러를 회전시키거나, 상기 3축 방향 중 적어도 하나의 방향으로 이동시키는 제2 구동부,
    를 더 포함하는 레이저 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 감지부는 상기 광학계로 조사되는 레이저 광을 수광하는 레이저 장치.
  9. 복수의 레이저 광을 발진하는 복수의 레이저 발생부,
    상기 복수의 레이저 광의 형상 및 에너지 분포를 가공하여 하나의 레이저 광으로 출사하는 광학계,
    상기 복수의 레이저 발생부 각각에 대응하여 위치하고, 상기 복수의 레이저 발생부에서 발진된 레이저 광을 상기 광학계로 조사하는 복수의 미러(mirror),
    상기 광학계로부터 출사된 레이저 광의 에너지의 크기를 검출하는 제1 감지부,
    상기 광학계로부터 출사된 레이저 광의 프로파일을 검출하는 제2 감지부, 그리고
    상기 검출된 에너지 크기를 이용하여, 상기 복수의 미러의 이동을 제어하고, 상기 프로파일을 이용하여, 상기 레이저 광의 에너지 밀도 최대치의 변위와 기준 변위와의 차이가 소정 값 이상인 경우 및 상기 레이저 광의 에너지 밀도 최대치의 변위에서의 에너지 밀도 대칭 정도 값이 소정 값 이상인 경우 중 적어도 하나의 경우에 해당하면, 상기 복수의 미러의 이동을 제어하는 제어부,
    를 포함하는 레이저 장치.
  10. 삭제
  11. 레이저 발생부로부터 발진되고, 제1 미러 및 제2 미러에 의해 출사되어 광학계에 의해 출사되는 레이저 광을 수광하는 단계,
    제1 감지부가 상기 레이저 광의 에너지 크기를 검출하는 단계,
    상기 에너지의 크기 값과 미리 설정된 크기 값의 차이가 제1 크기 값 이상인 경우, 상기 제1 미러 및 상기 제2 미러 중 적어도 하나의 이동을 제어하는 단계,
    제2 감지부가 상기 레이저 광의 프로파일을 검출하는 단계, 그리고
    상기 프로파일을 이용하여, 상기 레이저 광의 에너지 밀도 최대치의 변위와 기준 변위와의 차이가 소정 값 이상인 경우 및 상기 레이저 광의 에너지 밀도 최대치의 변위에서의 에너지 밀도 대칭 정도 값이 소정 값 이상인 경우 중 적어도 하나의 경우에 해당하면, 상기 제1 미러 및 상기 제2 미러 중 적어도 하나의 이동을 제어하는 단계
    를 포함하는 레이저 장치 구동방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 미러는 상기 레이저 광의 출력 방향을 따라 상기 레이저 발생부의 후방에 위치하고, 상기 제2 미러는 상기 레이저 광의 출력 방향을 따라 상기 레이저 발생부의 전방에 위치하는 레이저 장치 구동방법.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 감지부는 상기 광학계로 조사되는 레이저 광을 수광하는 레이저 장치 구동방법.
  14. 삭제
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 감지부는 상기 광학계에 의해 분기되는 레이저 광을 수광하는 레이저 장치 구동방법.
  16. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 감지부 및 상기 제2 감지부는 상기 광학계를 통과한 레이저 광을 수광하는 레이저 장치 구동방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102132210B1 (ko) * 2018-10-23 2020-07-09 주식회사 하이로닉 레이저 시스템

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4067167B2 (ja) * 1998-03-18 2008-03-26 川崎重工業株式会社 レーザ共振器のビーム軸ずれ検出装置およびビーム軸位置制御装置
JP5904590B2 (ja) * 2012-10-05 2016-04-13 株式会社日本製鋼所 結晶質半導体の製造方法および結晶質半導体の製造装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005116729A (ja) * 2003-10-07 2005-04-28 Sharp Corp レーザ加工装置およびレーザ加工方法

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