KR20060014003A

KR20060014003A - 다중 레이저 빔 조사장치

Info

Publication number: KR20060014003A
Application number: KR1020040062643A
Authority: KR
Inventors: 김창현; 박중호
Original assignee: 주식회사 엔앰시스
Priority date: 2004-08-09
Filing date: 2004-08-09
Publication date: 2006-02-14

Abstract

본 발명은 레이저 헤드로부터 서로 상이한 복수의 거리 및 위치에 배치된 피가공제품을 동시에 가공할 수 있는 다중 레이저 빔 조사장치를 제공한다. 상기 다중 레이저 빔 조사장치는 레이저 빔을 방사하는 레이저 헤드; 상기 레이저 헤드로부터 방사된 레이저 빔의 일부를 시분할적으로 반사하는 반사부재; 상기 반사부재에 의해 반사된 상기 레이저 빔이 입사되어 그 단면 레이저 밀도가 균일하게 출사되는 복수의 제1 결합렌즈들; 상기 제1 결합렌즈로부터 출사된 상기 레이저 빔이 일단에 입력되고 타단으로 출력되는 복수의 유연성 채널들; 및 상기 광섬유의 타단부로부터 출력되는 상기 레이저 빔이 입사되어 그 단면 레이저 밀도가 균일하게 출사되는 복수의 제2 결합렌즈들을 포함한다.

Description

다중 레이저 빔 조사장치{Device for irradiating multiple laser beams}

도 1은 종래의 레이저 조사장치의 개략을 나타내는 블록도이다.

도 2는 도 1의 종래의 레이저 조사장치가 채용된 경우에 피가공 제품이 이송되면서 가공되는 모습을 나타낸 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 다중 레이저 빔 조사장치를 나타낸 블록도이다.

<도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50:피가공 제품 61:피가공 제품 입력용 카세트

62:피가공 제품 출력용 카세트 110,510:레이저 헤드

115,515:레이저 빔 120,520:반사부재

130:레이저 조절용 포토 디텍터 140:레이저 차단용 셔터

210, 220:가스 유입/배기용 노즐 310:이동성 스테이지

320:이송수단 구동부 331,332:이송속도 조절용 포토 디텍터

530:제1 결합렌즈 540:하우징부

550:유연성 채널들 560:제2 결합렌즈

본 발명은 복수의 피가공 제품에 대하여 레이저 조사 처리를 하는 다중 레이저 빔 조사장치에 관한 것으로서, 특히 하나의 레이저 빔으로 복수의 반사부재를 통하여, 서로 상이한 거리와 위치에 배치되어 있는 복수의 피가공 제품에 대하여 동시에 레이저 조사처리가 가능한 다중 레이저 빔 조사장치에 관한 것이다.

예를 들어, 엑시머 레이저 조사처리를 이용하는 반도체 제조 장치의 경우에, 미국특허 제6,580,053호에서는 도 1에 도시된 것과 같이, 비정질 반도체 재료의 표면에 복수의 노즐로부터 헬륨, 네온, 아르곤, 질소 등의 가스를 강하게 분출(Flushing)시켜 레이저 어닐링에 필요한 분위기를 만들면서, 레이저 어닐링을 통해 고품질의 다결정 영역을 생성하는 장치에 대해 개시하고 있다.

도 1을 참조하면, 이동성 스테이지(30)상에 기판(55) 및 비정질 실리콘 막(50)이 높여 있고, 비정질 실리콘 막(50)의 표면(51)중에서 결정화되어야 하는 목적 영역(target region;52)을 향하여, 레이저 헤드(11)로부터 방사된 레이저 빔(15)이 빔 균질화 기기(17)를 통하여 조사되고 있다. 그리고, 비정질 실리콘 막의 표면상으로는 가스 공급기(23)의 헬륨, 네온, 아르곤, 질소 등의 가스가 펌프(24)로부터 밸브(25) 및 도관(26)을 통해 노즐(21, 22)에서 분사된다.

노즐(21, 22)로부터 분사된 헬륨, 네온, 아르곤, 질소 등의 가스는 별도의 배기구를 통해 외부로 배기(Exhaust)된다.

도 2의 레이저 조사장치는, 복수의 피가공 제품들의 목적 영역들을 향해 레 이저 빔을 조사하는 레이저 조사부와; 상기 레이저 조사부로부터 조사되는 레이저 빔을 사이에 두고, 상기 복수의 피가공 제품의 목적 영역의 분위기를 제어하기 위한 가스가 유입 또는 배기되는 복수의 제1 노즐들 및 복수의 제2 노즐들과; 상기 레이저 빔에 의해 조사되는 상기 복수의 피가공 제품들을 동일한 이송속도로 수평 이동시키는 이송수단을 포함하는 것을 특징으로 하여, 수평 이동되고 있는 복수의 피가공 제품들인 반도체 시료들이 수평 이동되면서 동시에 가공되는 인라인 제조가 가능하게 된다.

도 2는, 개방형 챔버(open type chamber)에서 피가공 제품(50)이 인라인으로 처리되기 위하여, 이송되고 있는 피가공 제품(50)에 대해 좌측의 노즐(21)로부터 헬륨, 네온, 아르곤, 질소 등의 가스가 강하게 유입되고, 우측의 노즐(22)로부터 상기 가스가 강하게 배기되는 모습을 나타낸다. 분위기의 상태에 따라 필요한 분위기를 만드는데 어려움이 없는 한 좌측 노즐(21)과 우측 노즐(22)이 모두 가스 유입구이라도 무방하다. 레이저 헤드(110)로부터 출력되는 소정의 전력을 가지는 레이저 빔(115)이 반사 슬릿(120)에 의해 반사된다. 반사된 레이저 빔(115)은 비정질 실리콘 박막이 결정화될 수 있도록 반도체 장치인 피가공 제품(50)상의 목적 영역(target region)에 조사된다. 개별적인 레이저 빔(115)은 그 단면이 원형이지만, 도 2에서는 인라인 처리를 위하여 수평적으로 복수의 레이저 빔이 동시에 조사되는 구성을 나타내었다.

피가공 제품(50)은 이동성 스테이지(310) 상에 임시적으로 배치되어, 이동성 스테이지(310)와 함께 수평 이동된다. 이동성 스테이지(310)는 구동부(320)에 의해 수평 이동되며, 구동부(320)는 예컨대 롤러 또는 콘베이어 벨트일 수 있다. 이동성 스테이지(310)는 도 2의 우측으로부터 좌측을 향해 이동하며, 우측단은 입력되는 피가공 제품(50)이 수납되는 입력용 카세트(61)와 연결되고, 좌측되는 출력되는 피가공 제품(50)이 수납되는 출력용 카세트(62)와 연결된다.

따라서, 피가공 제품(50)은 카세트(61)로부터 인출된 후 이동성 스테이지(310) 상에 놓여져 좌측을 향해 소정의 속도로 수평 이동하며, 수평 이동중에 노즐(210,220)로부터 분사되어 조성되는 분위기하에서 조사되는 레이저 빔(115)에 의해 목적 영역(52)에서 레이저 어닐링 작업이 피가공 제품(50)의 좌측으로부터 우측을 향해 이루어진다. 수평 이동하면서 레이저 어닐링 작업을 거친 피가공 제품(50)은 좌측의 출력용 카세트(62)로 출력된다.

이동성 스테이지(310) 및 구동부(320)의 상측 또는 하측에는 레이저 조절용 포토 디텍터(130) 또는 이송속도 조절용 포토 디텍터(331,332)가 배치될 수 있다. 포토 디텍터(130,331,332)는 별도로 설치되는 발광 다이오드(도시되지 않음)로부터 발광되어 이동성 스테이지(310)부터 반사되는 빛을 이용할 수도 있고, 장치 주위의 자연광을 이용할 수도 있다.

예컨대, 레이저 조절용 포토 디텍터(130)는 이송되는 피가공 제품(50)의 수평 이동 궤적으로부터, 적절한 소정의 수직적 간격을 두고 배치되며, 레이저 헤드(110)의 입력단 또는 출력단에서 레이저의 출력 여부를 결정하는 셔터(140)와 결합된다. 셔터(140)는 레이저 조절용 포토 디텍터(130)에서 빛이 감지되는가 여부에 따라 피가공 제품의 위치를 파악하여 레이저 빔(115)을 차단한다.

또한, 이송속도 조절용 포토 디텍터(331,332)는 이송되는 피가공 제품(50)의 수평 이동 궤적으로부터, 적절한 소정의 수직적 간격을 두고 배치되며, 이송수단 구동부(320)에 결합된다. 이송수단 구동부(320)는 이송속도 조절용 포토 디텍터(331,332)에서 빛이 감지되는가 여부에 따라 이동성 스테이지(310)의 이송속도를 변화시킨다. 예컨대, 제1 이송속도 조절용 포토 디텍터(331)에 의해 이동성 스테이지(310)에 의해 반사되는 빛이 검출되기 전까지는 이동성 스테이지(310) 및 피가공 제품(50)을 빠른 속도로 이송하고, 제1 이송속도 조절용 포토 디텍터(331)에 의해 이동성 스테이지(310)에 의해 반사되는 빛이 검출된 즉시 레이저 어닐링에 적합한 이송속도로 늦출 수 있다.

그러나, 도 2의 레이저 조사장치는 복수의 이송수단(320)를 조절함으로써 그 위의 이동성 스테이지(310)상의 피가공 제품(50)에 레이저를 조사하는 것이므로, 모든 피가공 제품(50)이 직선적인 레이저 경로에 수직으로 통과해야 한다.

따라서, 레이저 헤드(110)로부터 멀리 떨어진 복수의 장소에 있는 복수의 피가공 제품들에 대해서는 이용할 수 없다.

현재 산업체에서 사용하고 있는 Multiply Marking Head의 구성은 하나의 LASER Body로부터 나오는 LASER Beam을 selector를 이용하여 LASER Beam의 Path를 변경하고, selector에서 각각의 Marking Head까지의 LASER Beam path를 변경하기 위한 LASER Beam Delivery Block으로 구성이 되어있다.

따라서 Multiply Marking Head를 구성하려면 selector에서 Marking Head까지의 LASER Beam Path를 변경하는 LASER Beam Delivery Block을 추가하여야 Multiply Marking Head의 구성이 가능하다. 그러므로 종국적으로는 필요한 Marking Head의 수 만큼 LASER Beam Delivery Block이 필요하게 되므로 산업체에서 요구하는 Multiply Marking Head 대한 수요를 빠른 시간 안에 대처하기가 불가능하다. 예를 들어 기존에 사용하던 LASER Marking System이 1 개의Marking Head였고 이것을 생산라인의 증설이나 기타의 이유로 5개의 Marking Head로 증설하게 되는 일이 생기게 되면 4개의 Marking Head를 구성하기 위해서 4개의 LASER Beam Delivery Block이 필요하게 되므로 5 Head LASER Marking System을 거의 새로 제작하는 경우가 생기게 된다.

이와 같은 경우에 발생하는 문제점을 보면 1) 추가되는LASER Beam Delivery Block 설계에 소요되는 되는 시간이 필요하므로 빠른 시간 안에 5 Head LASER Marking System을 구성하여 생산하여야 하는 산업체에서는 그만큼의 시간적 손실이 생기게 되어 급변하는 시장에 대처하기가 어렵다. 2) 각각의 LASER Beam Delivery Block에 대한 생산비용이 발생하여 추가적인 경비가 발생하게 된다. 이 비용은 LASER Beam Path가 길면 길수록 증가한다. 3) 새로운 LASER Beam Delivery Block을 구성하게 되면 LASER Beam Path에 대한 광학적인 Alignment가 필요하다. 4) 4개의 Marking Head를 추가하기 위하여 LASER Beam Delivery Block 및 기타 부수적인 자재(전기/전자 H/W (예를 들면 cable등등))들이 늘어나기 때문에 전체적인 LASER System이 커지게 되어 공간적인 제약을 많이 받게 된다. 5) 뿐만 아니라 LASER Beam Delivery Block에서 가장 중요한 LASER Beam Path는 selector에서 Marking Head까지의 거리가 길면 길수록 길어지게 된다. LASER Beam Path가 길어지면 LASER 의 물리적인 특성상 LASER Power의 변동과 최종단에서의 빔의 위치가 달라지게 된다. 이에 Marking Head의 최종 단 에서는 원하는 Marking 품질을 기대하기 어렵다.

더욱이, 종래의 레이저 조사장치는 하나의 레이저 빔으로로 단일의 피가공 제품만을 처리할 수 있거나, 또는 복수의 피가공 제품을 반드시 레이저 빔의 직선적 경로상에 수직으로 통과시켜야 함으로 인하여, 제조 공정이 번잡하고 신속한 제조가 이루어지지 못하는 단점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 레이저 헤드로부터 서로 상이한 복수의 거리 및 위치에 배치된 피가공제품을 동시에 가공할 수 있는 다중 레이저 빔 조사장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

레이저 빔을 방사하는 레이저 헤드;

상기 레이저 헤드로부터 방사된 레이저 빔의 일부를 시분할적으로 반사하는 반사부재;

상기 반사부재에 의해 반사된 상기 레이저 빔이 입사되어 그 단면 레이저 밀도가 균일하게 출사되는 복수의 제1 결합렌즈들;

상기 제1 결합렌즈로부터 출사된 상기 레이저 빔이 일단에 입력되고 타단으로 출력되는 복수의 유연성 채널들; 및

상기 복수의 유연성 채널들의 타단부로부터 출력되는 상기 레이저 빔이 입사 되어 그 단면 레이저 밀도가 균일하게 출사되는 복수의 제2 결합렌즈들을 포함하는 다중 레이저 빔 조사장치를 제공한다.

본 발명에 따른 상기 다중 레이저 빔 조사장치에서, 상기 유연성 채널들은 광섬유로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 다중 레이저 빔 조사장치에서, 상기 반사부재는 시분할적으로 회전 각도가 변화되어, 상기 레이저 빔을 상기 복수의 제1 결합렌즈들에 입사시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 다중 레이저 빔 조사장치에서, 상기 제1 결합렌즈들과 상기 유연성 채널들의 일단과의 사이에, 상기 제1 결합렌즈로부터 출사된 상기 레이저 빔을 상기 유연성 채널들의 일단에 입력시키는 하우징부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 다중 레이저 빔 조사장치에서, 상기 제1 결합렌즈들은 오목렌즈들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 다중 레이저 빔 조사장치에서, 상기 제2 결합렌즈들은 볼록렌즈들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 다중 레이저 빔 조사장치에서, 상기 반사부재는 수평동기신호마다 최초 위치로부터 회전 각도가 증가되고, 수직동기신호마다 최초 위치로 귀환하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 다중 레이저 빔 조사장치에 대해 설명한다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 다중 레이저 빔 조사장치는, 레이저 헤드(510), 반사부재(520), 복수의 제1 결합렌즈들(530), 하우징부(540), 복수의 유연성 채널들(550), 복수의 제2 결합렌즈들(560)을 포함한다.

레이저 헤드(510)는 소정의 출력을 가진 레이저 빔(515)을 방사하는 부재이다. 그리고, 반사부재(520)는 상기 레이저 헤드로부터 방사된 레이저 빔의 일부를 시분할적으로 반사한다. 즉, 본 발명에 따른 상기 다중 레이저 빔 조사장치에서, 상기 반사부재(520)는 시분할적으로 회전 각도가 변화되어, 레이저 빔(515)을 상기 복수의 제1 결합렌즈들에 입사시키는 것을 특징으로 한다.

반사부재(520)는 거울로 구성될 수 있다. 또한, 반사부재(520)는 소정의 수평동기신호 및 수직동기신호를 입력받는 스캐닝 장치에 의해 일정한 회전 속도를 가지고 주기적으로 회전될 수 있다. 즉, 일 실시예에 있어서, 반사부재(520)는 수평동기신호마다 최초 위치로부터 회전 각도가 증가되고, 수직동기신호마다 최초 위치로 귀환될 수 있다.

다만, 수직동기신호에 따라 최초 위치로 귀환될 때, 귀환시간이 소요될 것이므로, 피가공 제품(50)으로의 조사시간에 귀환시간을 고려하여 귀환시간만큼 추가적으로 조사가 이루어져야 할 것이다.

복수의 제1 결합렌즈들(530)은 상기 반사부재에 의해 반사된 상기 레이저 빔이 입사되어 그 단면 레이저 밀도가 균일하게 출사될 수 있도록 하는 렌즈들이다. 제1 결합렌즈들(530)은 오목렌즈들을 포함함으로서, 일측에서 입사되는 레이저 빔 이 균일하게 분할되어 방사될 수 있도록 할 수 있다.

유연성 채널들(550)은 상기 제1 결합렌즈(530)로부터 출사된 상기 레이저 빔(515)이 일단에 입력되고 타단으로 출력되는 광경로 부재이다. 일 실시예에 있어서, 유연성 채널들(550)은 광섬유로 이루어질 수 있다.

하우징부(540)는 상기 제1 결합렌즈들(530)과 상기 유연성 채널들의 일단과의 사이에, 상기 제1 결합렌즈로부터 출사된 상기 레이저 빔(515)을 상기 유연성 채널들의 일단에 입력시키는 기능을 갖춘 광학적 밀폐부재이다.

그리고, 제2 결합렌즈들(560)은 상기 복수의 유연성 채널들(550)의 타단부로부터 출력되는 상기 레이저 빔이 입사되어 그 단면 레이저 밀도가 균일하게 출사되는 렌즈들이다. 제2 결합렌즈들(560)은 볼록렌즈들을 포함함으로서, 일측에서 입사되는 레이저 빔이 균일하게 집광될 수 있도록 할 수 있다.

본 발명에 따른 다중 레이저 빔 조사 장치에 의하면, 종래의 문제점을 해결하여 산업체에서 요구하는 다양한 다중 레이저 빔 조사장치를 적은 비용으로 빠른 시간 안에 구성할 수 있다.

레이저 마킹을 하기 위해서는 레이저 빔의 출력을 마킹 헤드까지 보내야만 한다. 최근에 LCD 라인에 필요한 레이저 마킹 장비 및 기타 가죽 가공, 산업체에서 요구하는 사항은 자재의 크기 사이즈가 2000mm 에 이르는 등 점점 자재가 큰 상태에서 마킹이나 절단 등의 가공을 요구하는 경우가 많아지고 있다. 보통 마킹 헤드하나가 감당하는 영역은 330mm 정도이기 때문에 마킹 헤드를 병렬로 나열하여 구성하는 멀티헤드가 이용해야만 한다. 이 경우, 레이저 빔이 각 헤드까지 도달하는데 필요한 거리가 전부 동일해야만 하는 문제점이 있다. 이를 구현하기 위해서는 레이저 빔을 앞, 뒤로 반사시켜 각 헤드로 가는 거리를 일정하게 해야만 하기 때문에 각 경로가 가지는 거리는 전체적으로 다 높아지게 된다. 기존의 문제점이 발생하는 가장 큰 원인은 레이저 빔 전달블록의 구성이 광학계인 반사부재와 기계적인 기구부로 또 이들의 얼라인(Align)을 위한 기계적 비젼부(machine vision)로 이루어져 있기 때문이다. 따라서, 레이저 빔의 경로(LASER Beam Path)에 따라서 광학 반사부재의 개수와 기계적인 기구부의 길이가 길어지게 되고 이를 새로 설계하여야 하는 문제가 생기는 것이다. 또한 기존의 방법을 그대로 사용할 경우 레이저 빔의 경로(LASER Beam Path)를 설계하는 설계자는 기구설계를 함에 있어 기계적인 특성 및 광학적인 특성까지 세밀하게 고려하여 설계하지 않으면 안 된다. 따라서 동일 계통의 경험이 많은 설계자가 필요할 수 밖에 없고, 만약 설계자의 실수가 생기게 되면 LASER Beam Delivery Block을 설계했던 시간과 비용을 날릴 수 밖에 없다. 따라서 본 발명의 개념으로 다중 레이저 빔 조사 장치를 구성하게 되면 위에서 언급했던 문제점을 해결 할 수 있으며 추가되는 조사 장치의 구성에 있어 많은 시간,비용,인력이 필요가 없게 된다.

본 발명에 따른 다중 레이저 빔 조사장치의 작용은 다음과 같다.

레이저 빔을 각 출력 헤드(Marking Head)로 보내기 위해서는 각 헤드에 할당된 유연성 채널 또는 광섬유(Optical fiber)로 보내기 위해 선택을 하고 방향을 그쪽으로 전환해야 하는데 이때 반사부재(520)를 이용해서 그 방향을 전환하게 되고, 복수의 제1 결합렌즈(530)를 거쳐 유연성 채널 또는 광섬유(Optical fiber)를 매개 체로 하여 마킹 헤드까지 이동하게 된다. 각각의 레이저 빔은 제2 결합렌즈(560)를 통해 출력되고, 각 헤드로 가는 레이저 파워의 균일성을 일치시키기 위해 어테뉴에이터(Attenuator)를 통해 모니터링 하여 각 헤드로 가는 레이저 파워가 조절될 수 있다.

본 발명의 특징중의 한가지는 레이저 빔 전달블록을 유연성 채널 또는 광섬유(Optical fiber)로 대체하는 점이다.

레이저 빔 전달블록을 유연성 채널 또는 광섬유(Optical fiber)로 대체할 때 해결되는 문제점을 열거하면 다음과 같다.

1) 레이저 빔 경로(LASER Beam Path)를 구성하기 위한 레이저 빔 전달블록(LASER Beam Delivery Block)이 필요 없다. 단지 반사부재(520)에서 바로 광섬유(optical fiber)로 레이저 빔을 연결할 수 없기 때문에 이 경로의 중간에 섬유코어(fiber core)로 빔을 입사시키기 위한 결합렌즈(530)와 하우징 블록(540)만 추가되면 하우징 블록(540)에서 출력 헤드(marking head)까지 바로 광섬유(optical fiber)를 연결하면 레이저 빔 경로(LASER Beam Path)가 구성된다. 광섬유(Optical fiber)는 유연성(Flexiblility)이 뛰어난 장점이 있기 때문이다. 따라서, 출력 헤드(marking head)가 추가적으로 필요하게 되면 광섬유(optical fiber)가 연결되는 하우징 블록(housing block)을 여유 있게 설계하여 바로 연결하면 되므로 출력 헤드(marking head)가 늘어나게 되어 생기는 레이저 빔 경로(LASER Beam Path)의 구성에 있어 빠른 대응이 가능하다.

2) 산업체가 요구하는 다양한 다중 레이저 빔 조사장치를 적은 비용으로 빠 른 시간 안에 구성할 수 있게 된다.

광섬유(Optical fiber) 자체의 원가가 종래의 비유연성 레이저 빔 전달블록과 비교하면 훨씬 저렴하여 추가비용이 레이저 빔 전달블록(LASER Beam Delivery Block)보다는 적게 소요된다. 다만, 광섬유는 사용하는 파장대와 길이에 따라서 가격차이가 있을 뿐이다.

3) 유연하지 않은 레이저 빔 전달블록(LASER Beam Delivery Block)을 구성하면 반드시 해야 하는 레이저 빔 경로(LASER Beam Path)에 대한 얼라인(Alignment)작업이 필요 없다. 왜냐하면 광섬유(Optical fiber) 내부는 광 입력에 대하여 전반사 특성을 가지고 출력 단까지 물리적으로 연결되어 있기 때문이다. 따라서 기존에 얼라인(alignment)을 위해 필요했던 작업시간이 없어지게 되어 생산성 향상의 결과를 가져온다.

4) 유연하지 않은 레이저 빔 전달블록(LASER Beam Delivery Block)을 사용하게 되면 기계적으로 부피가 커져서 설치 및 작업상의 공간의 제약이 있었지만 광섬유(optical fiber)는 단지 광섬유(optical fiber) 자체만 필요하게 되고 길이만 길어질 뿐 길이가 길어진다고 하여 전체적인 크기가 커지지는 않기 때문이다. 또한 추가적인 출력헤드(marking head)로 인하여 부수적으로 생기게 되는 기타 자재들도 광섬유(optical fiber)와 함께 묶어서 배치 할 수 있기 때문에 많은 부피를 차지하지 않는다.

5) 유연하지 않은 레이저 빔 전달블록(LASER Beam Delivery Block)을 사용했을 경우에 레이저 빔 경로(LASER Beam Path)가 길어져서 생기는 전력 손실(Power Loss) 및 레이저 빔의 안정성(LASER Stability)의 손실을 걱정할 필요가 없다.

광섬유(Optical fiber)도 자체적인 광 손실이 있긴 하지만 이론적으로는 거의 "0'에 가깝고 광섬유의 광 손실을 고려한다 해도 실제 최종 단에서 레이저 조사할 때의 필요 조건을 크게 벗어나지는 않는다.

이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명에 의한 다중 레이저 빔 조사장치에 따르면, 레이저 헤드로부터 서로 상이한 복수의 거리 및 위치에 배치된 피가공 제품을 동시에 가공할 수 있다. 따라서, 복수의 거리 및 위치에 배치된 피가공 제품 각각에 대하여 레이저 헤드 및 직선적 레이저 경로를 구성할 필요가 없으므로, 신속한 설비 구축이 가능하며, 공정의 안정성과 재현성 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 다중 레이저 빔 조사장치에 이송장치 및 이동성 스테이지가 결합되는 경우에는, 이송중인 복수의 피가공 제품에 대하여 하나의 어닐링용 레이저로 동시에 레이저 빔 조사 공정을 수행하면서도 복수의 피가공 제품을 신 속하게 이송시킬 수 있다.

본 발명은 이상에서 설명되고 도면들에 표현된 예시들에 한정되는 것은 아니다. 전술한 실시 예들에 의해 가르침 받은 당업자라면, 다음의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 범위 및 목적 내에서 치환, 소거, 병합 등에 의하여 전술한 실시 예들에 대해 많은 변형이 가능할 것이다.

Claims

레이저 빔을 방사하는 레이저 헤드;

상기 레이저 헤드로부터 방사된 레이저 빔의 일부를 시분할적으로 반사하는 반사부재;

상기 반사부재에 의해 반사된 상기 레이저 빔이 입사되어 그 단면 레이저 밀도가 균일하게 출사되는 복수의 제1 결합렌즈들;

상기 제1 결합렌즈로부터 출사된 상기 레이저 빔이 일단에 입력되고 타단으로 출력되는 복수의 유연성 채널들; 및

상기 복수의 유연성 채널들의 타단부로부터 출력되는 상기 레이저 빔이 입사되어 그 단면 레이저 밀도가 균일하게 출사되는 복수의 제2 결합렌즈들을 포함하는 다중 레이저 빔 조사장치.
제1항에 있어서, 상기 유연성 채널들은 광섬유로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 레이저 빔 조사장치.
제1항에 있어서, 상기 반사부재는 시분할적으로 회전 각도가 변화되어, 상기 레이저 빔을 상기 복수의 제1 결합렌즈들에 입사시키는 것을 특징으로 하는 다중 레이저 빔 조사장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 결합렌즈들과 상기 유연성 채널들의 일단과의 사이에, 상기 제1 결합렌즈로부터 출사된 상기 레이저 빔을 상기 유연성 채널들의 일단에 입력시키는 하우징부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 레이저 빔 조사장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 결합렌즈들은 오목렌즈들을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 레이저 빔 조사장치.
제1항에 있어서, 상기 제2 결합렌즈들은 볼록렌즈들을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 레이저 빔 조사장치.
제1항에 있어서, 상기 반사부재는 수평동기신호마다 최초 위치로부터 회전 각도가 증가되고, 수직동기신호마다 최초 위치로 귀환하는 것을 특징으로 하는 다중 레이저 빔 조사장치.