KR20150092600A - Apparatus for laser processing and method for operating the same - Google Patents

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KR20150092600A
KR20150092600A KR1020140013153A KR20140013153A KR20150092600A KR 20150092600 A KR20150092600 A KR 20150092600A KR 1020140013153 A KR1020140013153 A KR 1020140013153A KR 20140013153 A KR20140013153 A KR 20140013153A KR 20150092600 A KR20150092600 A KR 20150092600A
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나옥균
이성용
박종진
심형기
배상현
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에이피시스템 주식회사
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Abstract

The present invention relates to an apparatus for laser processing and a method for operating the same, wherein the apparatus and the method operate a laser irradiation equipment irradiating a laser into a substrate. According to an embodiment of the present invention, the present invention includes: a stage motion detecting part outputting a detect signal when a stage movement detected; a stage driving part analyzing the stage moving speed by receiving the detect signal from the stage motion detecting part; a frequency pulse generating part generating a frequency pulse corresponding the stage moving speed by receiving the stage moving speed from the stage driving part.

Description

레이저 처리 장치 및 레이저 처리 방법{Apparatus for laser processing and method for operating the same}[0001] The present invention relates to a laser processing apparatus and a laser processing method,

본 발명은 레이저 처리 장치 및 레이저 처리 방법으로서, 기판에 레이저를 조사하는 레이저 조사기를 구동시키는 레이저 처리 장치 및 레이저 처리 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a laser processing apparatus and a laser processing method, and relates to a laser processing apparatus and a laser processing method for driving a laser irradiation apparatus for irradiating a substrate with a laser.

기판이 대형화됨에 따라 박막 증착 후 어닐링(annealing)을 할 때 균일성을 확보하기 힘들어 여러 가지 대안들이 제시되고 있으며 그 중에 하나가 레이저를 이용한 어닐링 방법이다.As the substrate becomes larger, it becomes difficult to ensure uniformity in annealing after thin film deposition, and various alternatives are suggested. One of them is laser annealing method.

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)이 설치된다. 레이저 조사기(40)에서 출력되는 레이저(41)는 석영창(20)을 통과하여 반응 챔버(10) 내의 기판(W;wafer)에 조사된다.1 is a schematic view for explaining a conventional laser heat treatment apparatus. Referring to FIG. 1, a quartz window 20 is provided on the upper surface of the reaction chamber 10, and a laser irradiator 40 is provided on the quartz window 20. The laser 41 output from the laser irradiator 40 is irradiated to the wafer W in the reaction chamber 10 through the quartz window 20.

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)는 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. 이때, 스테이지의 이동에 의하여 기판의 전면에 레이저가 조사될 수 있다.Fig. 2 is a view for explaining the laser 41 of Fig. FIG. 2 (a) is a view showing a state where the substrate is viewed from above, and FIG. 2 (b) is a perspective view of the substrate. As shown in Fig. 2, the laser 41 is irradiated in the form of a line and irradiated in a curtain shape with a vertical or slight inclination to the substrate. The substrate W horizontally moves in a direction perpendicular or slightly inclined to the surface of the laser 41 to irradiate the entire surface of the substrate W with the laser 41. [ At this time, the entire surface of the substrate can be irradiated with the laser by the movement of the stage.

한편, 레이저 샷의 조사가 이루어져야 하는 경우, 레이저 샷(shot)의 발진에 사용되는 펄스(외부 펄스)를 외부의 장치로부터 제공받는다. 여기서 레이서 샷이라 함은 레이저가 발진되어 레이저 조사가 이루어지는 순간을 말하며, 발진 펄스의 상승(rising) 순간마다 레이저 샷이 조사되도록 구현할 수 있다. 따라서 발진 펄스의 주기가 짧을수록 레이저 샷의 주기가 짧아지며, 발진 펄스의 주기가 길수록 레이저 샷의 주기가 길어진다.On the other hand, when the irradiation of the laser shot is to be performed, a pulse (external pulse) used for oscillation of the laser shot is supplied from an external device. Here, the racer shot refers to a moment when the laser is oscillated and laser irradiation is performed, and the laser shot is irradiated every rising of the oscillation pulse. Therefore, the shorter the period of the oscillation pulse is, the shorter the period of the laser shot, and the longer the period of the oscillation pulse, the longer the period of the laser shot.

그런데, 기존의 레이저 처리 장치는 스테이지의 이동 속도와 상관없이 일정한 주기의 샷(shot)으로 조사가 이루어지고 있는 문제가 있다. However, there is a problem that the conventional laser processing apparatus is irradiated with a shot of a constant period irrespective of the moving speed of the stage.

상술하면, 레이저 처리를 위하여 기판이 챔버 내의 스테이지에 장입되어 레이저 처리가 이루어질 때 기판 스테이지의 이동이 발생된다. 예컨대, 도 3(a)에 도시한 바와 같이 기판 스테이지가 처음 움직일 시에는 일정 속도가 될 때까지 가속되며 그 후 일정 속도에 도달하면 등속되고, 그 후 기판 스테이지의 정지가 되는 경우 멈출때까지 감속을 하게 된다.Specifically, for the laser processing, the substrate is charged into the stage in the chamber, and movement of the substrate stage occurs when laser processing is performed. For example, as shown in FIG. 3A, when the substrate stage is moved for the first time, the substrate stage is accelerated until it reaches a constant speed. After that, when the substrate stage reaches a constant speed, .

이러한 시간별 기판의 움직임 속도가 다름에도 불구하고 도 3(b)에 도시한 바와 같이 발진 펄스는 일정한 주기를 가지고 있어, 스테이지 이동 속도와 상관없이 레이저 샷의 주기 역시 일정하게 이루어지고 있다. 이와 같이 스테이지 이동 속도와 상관없이 레이저 샷 주기를 일정하게 하는 경우, 레이저 처리 결과물이 일정하게 유지되지 않는 문제가 있다. 예컨대, 일정한 발진 펄스로 레이저 샷을 조사한 경우, 스테이지의 가속 구간에서는 기판에 적은 양의 레이저가 조사되며, 반대로 스테이지의 감속 구간에서는 기판에 많은 양의 레이저가 조사되어, 양질의 기판 품질을 담보할 수 없는 문제가 있다.
As shown in FIG. 3 (b), the oscillation pulses have a constant period, and the laser shot period is constant regardless of the stage moving speed. When the laser shot period is made constant regardless of the stage moving speed, there is a problem that the laser processing result is not kept constant. For example, when a laser shot is irradiated with a constant oscillation pulse, a small amount of laser is irradiated to the substrate in the acceleration section of the stage, and a large amount of laser is irradiated to the substrate in the deceleration section of the stage, There is no problem.

한국공개특허 10-2011-0070265Korean Patent Publication No. 10-2011-0070265

본 발명의 기술적 과제는 레이저를 이용하여 기판에 대한 레이저 처리 시에 기판 품질을 향상시키는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 레이저 조사가 이루어질 때 다른 주변 요소도 고려하여 레이저 처리를 하는데 있다.The technical problem of the present invention is to improve the quality of a substrate during laser processing of a substrate using a laser. Another object of the present invention is to provide a laser processing apparatus and a laser processing method,

본 발명의 실시 형태는 스테이지 또는 레이저 조사기의 움직임이 검출되는 때에 검출 신호를 출력하는 상대 이동 검출부; 상기 상대 이동 검출부로부터 검출 신호를 수신하여 스테이지 이동 속도 또는 레이저 조사기 이동 속도를 산출하는 상대 이동 모듈 구동부; 상기 상대 이동 모듈 구동부로부터 스테이지 이동 속도 또는 레이저 조사기 이동 속도를 수신하여, 상기 스테이지 이동 속도 또는 레이저 조사기 이동 속도에 대응하는 주기를 가지는 발진 펄스를 생성하여 레이저 조사기에 제공하는 발진 펄스 생성부; 를 포함한다.An embodiment of the present invention is directed to an image processing apparatus comprising: a relative movement detecting section for outputting a detection signal when movement of a stage or a laser irradiation apparatus is detected; A relative movement module driving unit for receiving the detection signal from the relative movement detection unit and calculating the stage moving speed or the laser beam moving speed; An oscillation pulse generator for generating an oscillation pulse by receiving the stage moving speed or the laser beam moving speed from the relative moving module driving unit and having a period corresponding to the stage moving speed or the laser beam moving speed and providing the oscillating pulse to the laser beam; .

상기 상대 이동 모듈 구동부는, 스테이지의 움직임이 검출될때마다 검출 신호를 출력하는 스테이지 이동 검출부로 구현하며, 상기 스테이지 이동 검출부는, 스테이지의 측변에 대향된 위치에 눈금 표시된 스테이지 스케일; 스테이지의 측변에 위치하여, 상기 스테이지 스케일의 눈금이 감지될 때마다 검출 신호를 출력하는 인코더;를 포함한다.Wherein the relative movement module driving unit is implemented as a stage movement detection unit that outputs a detection signal each time movement of the stage is detected, and the movement detection unit includes: a stage scale scale at a position opposite to the side of the stage; And an encoder positioned at a side of the stage and outputting a detection signal whenever a scale of the stage scale is sensed.

상기 검출 신호는 교류파임을 특징으로 하며, 상기 레이저 조사기는, 레이저 발진의 주기를 결정하는 발진 펄스를 외부로부터 입력받는 외부 모드로 구동되고 있음을 특징으로 하는 레이저 처리 장치.Wherein the detection signal is characterized by alternating-current pulsation, wherein the laser beam is driven in an external mode in which an oscillation pulse for determining a period of laser oscillation is input from the outside.

상기 발진 펄스 생성부는, 스테이지의 움직임이 있는 경우에는 스테이지 이동 속도에 비례하여 상기 발진 펄스의 주기를 결정하거나, 레이저 조사기의 움직임이 있는 경우에는 레이저 조사기 의 이동 속도에 비례하여 상기 발진 펄스의 주기를 결정한다.The oscillation pulse generator may determine the period of the oscillation pulse in proportion to the stage moving speed when there is movement of the stage, or determine the period of the oscillation pulse in proportion to the moving speed of the laser oscillator when there is movement of the laser oscillator .

상기 레이저 조사기 이동 속도 또는 스테이지 이동 속도가 가속으로 되는 구간에서는 상기 발진 펄스의 주기를 점차적으로 크게 하며, 상기 레이저 조사기 이동 속도 또는 스테이지 이동 속도가 등속으로 되는 구간에서는 상기 발진 펄스의 주기를 일정하게 하며, 상기 레이저 조사기 이동 속도 또는 스테이지 이동 속도가 감속되는 구간에서는 상기 발진 펄스의 주기를 점차적으로 작게 한다.The period of the oscillation pulse gradually increases in a section where the laser beam moving speed or the stage moving speed is accelerated and the period of the oscillation pulse is made constant in a section where the laser beam moving speed or the stage moving speed becomes a constant speed , The period of the oscillation pulse is gradually reduced in a period in which the laser beam moving speed or the stage moving speed is decelerated.

상기 발진 펄스 생성부는, 상기 상대 이동 검출부로부터 교류파 형태의 검출 신호를 수신하여, 상기 교류파로부터 구형파 형태의 발진 펄스를 생성한다.The oscillation pulse generator receives an AC waveform detection signal from the relative movement detector and generates an oscillation pulse in the form of a square wave from the AC waveform.

상기 발진 펄스의 상승 시간, 피크치 전압, 펄스 길이는 상기 레이저 조사기의 하드웨어 특성에 의하여 결정된다.The rise time, the peak value voltage, and the pulse length of the oscillation pulse are determined by the hardware characteristics of the laser irradiator.

본 발명의 실시 형태는, 레이저 움직임 또는 스테이지 움직임이 검출되는 때에 검출 신호를 출력하는 과정; 레이저 움직임이 검출되는 경우 레이저 조사기 이동 속도를 산출하며, 스테이지 움직임이 검출되는 경우 스테이지 이동 속도를 산출하는 과정; 상기 레이저 조사기 이동 속도 또는 스테이지 이동 속도에 대응하는 주기를 가지는 발진 펄스를 생성하여 레이저 조사기에 제공하는 과정;을 포함한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of detecting a laser beam, comprising: outputting a detection signal when a laser motion or a stage motion is detected; Calculating a moving speed of the laser irradiator when the laser movement is detected, and calculating a stage moving speed when the movement of the stage is detected; And generating an oscillation pulse having a period corresponding to the moving speed of the laser beam or the moving speed of the stage and providing the generated oscillation pulse to the laser beam.

을 포함하는 레이저 처리 방법..

상기 레이저 조사기 이동 속도 또는 스테이지 이동 속도에 비례하여 상기 발진 펄스의 주기를 결정한다.
The period of the oscillation pulse is determined in proportion to the laser beam moving speed or the stage moving speed.

본 발명의 실시 형태에 따르면 스테이지 이동 속도를 고려하여 레이저의 조사 주기를 결정함으로써, 레이저 처리된 기판 품질을 향상시킬 수 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 스테이지의 감속 구간에서의 레이저 성능 저하를 개선할 수 있다.
According to the embodiment of the present invention, it is possible to improve the quality of the laser-processed substrate by determining the irradiation period of the laser in consideration of the stage moving speed. Further, the technical problem of the present invention can improve the laser performance deterioration in the deceleration section of the stage.

도 1은 종래의 레이저 열처리 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 도 1의 레이저를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 스테이지 이동 속도에 상관없이 일정한 발진 펄스가 발생되는 모습을 도시한 그림이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 처리 장치를 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 스테이지 스케일(310)과 인코더(320)를 도시한 그림이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 스테이지 이동 속도에 따라서 발진 펄스가 가변되는 모습을 도시한 그림이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 처리 과정을 도시한 플로차트이다.1 is a schematic view for explaining a conventional laser heat treatment apparatus.
Fig. 2 is a view for explaining the laser of Fig. 1. Fig.
3 is a view showing a state where a constant oscillation pulse is generated regardless of the stage moving speed.
4 is a block diagram showing a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a stage scale 310 and an encoder 320 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which an oscillation pulse is varied according to a stage moving speed according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a laser processing process according to an embodiment of the present invention.

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. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

이하에서 본 발명의 실시예는 레이저 처리 장치를 설명할 것이나, 이러한 레이저 처리 장치가 적용되는 기판 처리장치, 레이저 어닐 장치, 레이저 열처리 장치에도 모두 적용 가능함은 자명할 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to a laser processing apparatus, but it will be apparent that the present invention can be applied to a substrate processing apparatus, a laser annealing apparatus, and a laser annealing apparatus to which such a laser processing apparatus is applied.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 처리 장치를 도시한 블록도이다.4 is a block diagram showing a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

레이저 조사기(100)는 레이저를 발진하는 장치이다. 레이저 조사기(100)에서 발진되는 레이저는 반사 미러(미도시)에서 반사되어 공정 챔버 내의 기판의 표면의 방향으로 조사될 수 있다. 레이저 조사기(100)는 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 조사기(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.The laser irradiator 100 is a device for oscillating a laser. The laser oscillated in the laser irradiator 100 may be reflected by a reflection mirror (not shown) and irradiated in the direction of the surface of the substrate in the process chamber. The laser irradiator 100 is a well-known structure for generating a laser, and various types of laser such as a KrF excimer laser and an ArF excimer laser can be employed depending on the wavelength of a laser beam to be used. For example, a gas laser such as an Ar laser, a Kr laser, or an excimer laser, or a YAG laser such as YAG, YVO4, YPO4, YPO4, YAlO3, GdVO4 or polycrystalline (ceramics) YAG, Y2O3 Laser, glass laser, ruby laser, alexandrite laser, Ti: sapphire with a medium in which one or more of Nd, Yb, Cr, Ti, Ho, Er, Tm and Ta are added as dopants to YVO4, YAlO3 and GdVO4 A laser, a copper vapor laser, or a gold vapor laser may be used.

레이저 조사기(100)는 내부 모드(internal mode)와 외부 모드(external mode)로 동작할 수 있다. 레이저 조사기(100)가 내부 모드로 동작하는 경우에는 외부로부터 펄스를 제공받지 않고 자체적으로 구형 펄스를 생성하여 발진 펄스로 활용하여, 레이저 조사기(100)를 워밍업의 대기 상태로 여기시켜 놓는다. 이러한 워밍업의 대기 상태는 실제로 레이저가 조사되는 것이 아니라, 레이저 조사기(100) 내에서 레이저 발진 분위기를 유지하는 것이다. 레이저 조사기(100)의 경우 실제로 레이저를 조사하기 전에 워밍업의 대기 상태를 가진 후 레이저 조사가 이루어져야 좋은 품질의 레이저 조사가 이루어질 수 있다.The laser irradiator 100 may operate in an internal mode and an external mode. When the laser irradiator 100 operates in the internal mode, a spherical pulse is generated by itself without receiving a pulse from the outside, and is used as an oscillation pulse to excite the laser irradiator 100 into a warm-up standby state. This warm-up standby state is not actually the laser irradiation, but the laser oscillation atmosphere in the laser irradiation apparatus 100 is maintained. In the case of the laser irradiator 100, it is necessary to perform the warm-up standby state before the laser irradiation, and then the laser irradiation can be performed.

레이저 조사기(100)가 외부 모드로 동작하는 경우에는, 외부로부터 구형파 형태의 동작 펄스를 입력받아 발진 펄스로 활용하며, 발진 펄스의 주기에 맞추어 레이저 샷(lasser shot)을 조사한다. 여기서 레이서 샷이라 함은 레이저가 발진되어 레이저 조사가 이루어지는 순간을 말하며, 예컨대, 발진 펄스의 상승(rising) 순간마다 레이저 샷이 발생되도록 구현할 수 있다. 따라서 발진 펄스의 주기가 짧을수록 레이저 샷의 주기가 짧아지며, 반대로 발진 펄스의 주기가 길수록 레이저 샷의 주기가 길어진다.When the laser irradiator 100 operates in the external mode, an operation pulse in the form of a square wave is received from the outside and utilized as an oscillation pulse, and a laser shot is irradiated according to the oscillation pulse cycle. Here, the racer shot refers to a moment when the laser is oscillated and laser irradiation is performed. For example, a laser shot may be generated every rising of the oscillation pulse. Therefore, the shorter the period of the oscillation pulse is, the shorter the period of the laser shot. Conversely, the longer the period of the oscillation pulse, the longer the laser shot period becomes.

본 발명의 실시예에서는 레이저 발진의 주기를 결정하는 발진 펄스를 외부로부터 입력받는 외부 모드로 레이저가 구동되고 있을 때, 외부에서 발진 펄스를 생성하여 제공하는 것이다. 이때, 본 발명의 실시예는 발진 펄스를 제공할 때 기판이 안착된 스테이지의 이동 속도나 레이저의 이동 속도를 고려하여 주기를 결정하여 발진 펄스를 생성하여 제공한다.In the embodiment of the present invention, when the laser is driven in the external mode in which the oscillation pulse for determining the period of the laser oscillation is inputted from the outside, the oscillation pulse is generated and provided from the outside. In this case, when providing the oscillation pulse, the oscillator generates the oscillation pulse by determining the cycle in consideration of the moving speed of the stage on which the substrate is placed and the moving speed of the laser.

이하, 본 발명의 실시예는 레이저나 스테이지 중 어느 하나가 이동하는 경우, 즉, 레이저와 스테이지 간에 상대 이동이 발생되는 경우 동작 펄스를 레이저에 제공하는 것이다. 이하 설명에서는 스테이지가 이동하는 경우를 검출하여 구현되는 실시예를 기재하겠다. 따라서 이하 실시예에서 스테이지가 이동하는 경우를 예로 들어, 스위칭 제어부를 도 4의 스테이지 구동부(400)로서 설명할 것이며, 상대 이동 검출부를 도 4의 스테이지 이동 검출부(300)로서 예를 들어 설명할 것이다.An embodiment of the present invention provides an operation pulse to a laser when either the laser or the stage moves, that is, when relative movement occurs between the laser and the stage. In the following description, embodiments in which the stage is moved and detected are described. Therefore, the switching control unit will be described as the stage driving unit 400 in FIG. 4, and the relative movement detecting unit will be described as an example of the stage movement detecting unit 300 in FIG. 4 .

그러나 레이저가 이동하는 경우에도 마찬가지로 적용될 수 있어, 스위칭 제어부를 레이저 구동부로 구현하며, 상대 이동 검출부를 레이저 이동 검출부로 구현하여 적용될 수 있을 것이다.However, the present invention can also be applied to a case where the laser moves, so that the switching control unit can be implemented as a laser driving unit and the relative movement detection unit can be implemented as a laser movement detection unit.

스테이지가 이동하는 실시예에서의 레이저 처리 장치는, 스테이지 이동 검출부(300), 스테이지 구동부(400), 발진 펄스 생성부(200)를 포함한다.The laser processing apparatus in the embodiment in which the stage moves includes a stage movement detecting section 300, a stage driving section 400, and an oscillation pulse generating section 200.

스테이지 이동 검출부(300)는 스테이지의 움직임이 검출되는 때에 검출 신호를 출력하여 스테이지 구동부(400) 및 발진 펄스 생성부(200)에 각각 제공한다. 이러한 검출 신호는 사인파 또는 코사인파 등과 같은 교류파의 형태를 가질 수 있다. 스테이지 이동 검출부(300)는 도 5에 도시한 바와 같이 스테이지의 측변에 대향된 위치에 눈금 표시된 스테이지 스케일(310)과, 스테이지의 측변에 위치하여 스테이지 스케일(310)의 눈금이 감지될 때마다 교류파를 출력하는 인코더(320)를 포함한다.The stage motion detector 300 outputs a detection signal when the movement of the stage is detected, and provides the detection signal to the stage driver 400 and the oscillation pulse generator 200, respectively. Such a detection signal may have the form of an AC wave such as a sine wave or a cosine wave. As shown in FIG. 5, the stage movement detecting unit 300 includes a graduated stage scale 310 at a position opposite to the side of the stage, And an encoder 320 for outputting a wave.

스테이지 스케일(310)은 글래스 재질 등으로 되어 있어 길이를 표시하는 눈금이 표시되어 있다. 스테이지가 이동될 때마다 스테이지에 달려있는 적어도 하나 이상의 인코더(320)는 대향하는(마주 보는) 스테이지 스케일(310)의 눈금이 판독될 때마다 검출신호를 생성하여 동작 펄스 생성부 및 스테이지 구동부(400)에 제공한다. 즉, 인코더(320)는 스테이지의 이동에 의하여 스테이지 스케일(310)의 눈금을 판독할 때마다 사인파 또는 코사인파와 같은 교류파를 출력한다. 따라서 스테이지 이동 검출부(300)에서 교류파의 출력이 있다면 스테이지의 이동이 이루어지고 있음을 알 수 있다.
The stage scale 310 is made of a glass material or the like, and a scale indicative of the length is displayed. Each time the stage is moved, at least one encoder 320 on the stage generates a detection signal each time a scale of the opposing (opposing) stage scale 310 is read and outputs a detection signal to the operation pulse generator 400 and the stage driver 400 ). That is, the encoder 320 outputs an AC wave such as a sinusoidal wave or a cosine wave whenever the scale of the stage scale 310 is read by the movement of the stage. Therefore, if there is an AC wave output from the stage motion detector 300, it can be seen that the stage is moved.

스테이지 구동부(400)는 스테이지 이동 검출부(300)로부터 검출 신호를 수신하여 스테이지의 이동 속도를 산출한다. 스테이지 구동부(400)는 스테이지 이동 검출부(300)로부터 입력되는 검출 신호인 교류파의 입력에 따라 스테이지 이동 속도, 스테이지 위치를 산출할 수 있다. 스테이지 위치를 파악하는 것은, 예컨대, 스테이지 구동부(400)는 모터(500)를 이용하여 스테이지를 이동시킬 때 스테이지 스케일(310)의 눈금을 판독하며 원하는 거리만큼 스테이지를 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 도 5(a)의 '0' 단위 눈금으로 판독된 위치에 놓인 스테이지를, '10' 단위 눈금만큼 스테이지 스케일(310)의 길이 방향(+Y 방향)으로 스테이지를 이동시키고자 하는 경우, 스테이지 구동부(400)는 열 번의 검출 신호가 입력될 때까지 스테이지를 이동시키는데, 스테이지 구동부(400)는 스테이지 이동 중에 열 번의 검출 신호를 스테이지 이동 검출부(300)로부터 입력받게 되면 스테이지의 이동을 정지한다. 따라서 도 5(b)에 도시한 바와 같이 '10' 단위 눈금의 위치에 스테이지를 이동시켜 위치시킬 수 있다. 상기에서 단위 눈금이라 표현하였는데, '단위 눈금'라 함은 스테이지 스케일(310)에 표시된 눈금 단위를 말하는 것으로서 ㎛, ㎜, ㎝ 등 다양한 단위가 해당될 수 있다.The stage driving unit 400 receives the detection signal from the stage movement detection unit 300 and calculates the moving speed of the stage. The stage driving unit 400 can calculate the stage moving speed and the stage position in accordance with the input of the AC wave which is the detection signal inputted from the stage movement detecting unit 300. [ For example, the stage driving unit 400 can read the scale of the stage scale 310 and move the stage by a desired distance when the stage 500 is used to move the stage. For example, a stage placed at a position read in units of '0' scale in FIG. 5A is moved in the longitudinal direction (+ Y direction) of the stage scale 310 by a scale of '10' The stage driving unit 400 moves the stage until a detection signal of ten times is inputted. When the stage driving unit 400 receives the detection signal of ten times from the stage movement detection unit 300 during the movement of the stage, Stop. Therefore, as shown in FIG. 5 (b), the stage can be moved and positioned at the position of the unit scale of '10'. The term 'unit scale' refers to a scale unit displayed on the stage scale 310, and various units such as ㎛, ㎜, and ㎝ may be used.

또한 스테이지 이동 속도를 산출하는 것은, 스테이지 스케일(310)의 눈금이 인코더(320)에 의해 읽히는 속도를 파악함으로써 스테이지 이동 속도를 산출할 수 있다. 예컨대, 스테이지 스케일(310)의 단위 눈금이 1cm라고 하고. 1초에 10번의 눈금이 읽힌다고 가정할 경우, 1초에 10cm를 이동하였다고 볼 수 있다. 따라서 "속도=거리÷시간"의 공식에 의하여 10cm÷1sec=10[cm/sec]의 이동 속도를 산출할 수 있다.
The calculation of the stage moving speed can calculate the stage moving speed by grasping the speed at which the scale of the stage scale 310 is read by the encoder 320. [ For example, the unit scale of the stage scale 310 is 1 cm. Assuming 10 readings per second, it can be assumed that 10 cm has been moved per second. Therefore, the moving speed of 10 cm / sec = 10 [cm / sec] can be calculated by the formula of "speed = distance / time".

발진 펄스 생성부(200)는 스테이지 구동부(400)로부터 스테이지 이동 속도를 수신하여, 스테이지 이동 속도에 대응하는 주기를 가지는 발진 펄스를 생성하여 레이저 조사기에 제공한다.The oscillation pulse generating unit 200 receives the stage moving speed from the stage driving unit 400, generates an oscillation pulse having a period corresponding to the stage moving speed, and provides it to the laser irradiator.

시간별 기판의 움직임 속도가 다름에도 불구하고 도 3(b)에 도시한 바와 같이 일정한 주기의 발진 펄스를 가질 경우, 레이저 처리 품질이 나빠지게 되는 문제가 있다. 이를 개선하기 위하여 본 발명의 발진 펄스 생성부(200)는 스테이지 이동 속도에 비례하여 발진 펄스의 주기를 결정한다.Even if the movement speed of the substrate is different by the time, there is a problem that the laser processing quality is deteriorated when the oscillation pulse having a constant period is provided as shown in Fig. 3 (b). To improve this, the oscillation pulse generator 200 of the present invention determines the oscillation pulse period in proportion to the stage moving speed.

도 6(a)에 도시한 바와 같이 기판 스테이지가 처음 움직일 시에는 일정 속도가 될 때까지 가속되며 그 후 일정 속도에 도달하면 등속되고, 그 후 기판 스테이지의 정지가 되는 경우 멈출때까지 감속을 하게 된다.As shown in FIG. 6 (a), when the substrate stage is moved for the first time, it is accelerated until it reaches a constant speed. After that, when the substrate stage reaches a constant speed, it is decelerated until the substrate stage stops. do.

이러한 스테이지의 가속, 등속, 감속의 이동 속도에 비례하여 발진 펄스의 주기를 결정하는 것이다. 예를 들어, 도 6(b)에 도시한 바와 같이, 스테이지가 가속으로 이동되는 구간에서는 발진 펄스의 주기를 점차적으로 크게 하며, 스테이지가 등속으로 이동되는 구간에서는 발진 펄스의 주기를 일정하게 하며, 스테이지가 감속으로 이동되는 구간에서는 발진 펄스의 주기를 점차적으로 작게 한다.The period of the oscillation pulse is determined in proportion to the acceleration of the stage, the constant velocity, and the velocity of deceleration. For example, as shown in Fig. 6 (b), the period of the oscillation pulse is gradually increased in the section in which the stage is moved by the acceleration, the period of the oscillation pulse is made constant in the section in which the stage is moved at the constant speed, The period of the oscillation pulse is gradually decreased in the section in which the stage is moved to deceleration.

또한 발진 펄스 생성부(200)는 도 6(b)에 도시된 바와 같은 구형 펄스를 생성하는데, 이러한 구형 펄스는 스테이지 이동 검출부(300)로부터 교류파 형태의 검출 신호를 활용하여 생성한다. 즉, 스테이지 이동 검출부(300)로부터 수신한 교류파를 소스 신호로 활용하여 주파수 변환 작업을 거친 후 소정의 상승 시간(rising time), 피크치 전압, 펄스 길이를 가지는 구형파 형태의 발진 펄스를 생성한다. The oscillation pulse generator 200 generates a spherical pulse as shown in FIG. 6 (b). The spherical pulse is generated from the stage motion detector 300 using an AC waveform detection signal. That is, the AC waveform received from the stage motion detector 300 is used as a source signal to perform a frequency conversion operation, and then an oscillation pulse of a square wave type having a predetermined rising time, a peak value voltage, and a pulse length is generated.

이러한 발진 펄스의 상승 시간, 피크치 전압, 길이는 레이저 조사기의 하드웨어 특성에 의하여 결정된다. KrF 엑시머 레이저와, ArF 엑시머 레이저 등과 같은 기체 성분에 따른 레이저 조사기의 하드웨어 특성에 의하여 발진 펄스의 상승 시간, 피크치 전압, 길이가 결정된다.
The rise time, the peak value voltage, and the length of the oscillation pulse are determined by the hardware characteristics of the laser irradiator. The rise time, the peak value voltage and the length of the oscillation pulse are determined by the hardware characteristics of the laser irradiation device according to the gas components such as KrF excimer laser and ArF excimer laser.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 처리 과정을 도시한 플로차트이다.7 is a flowchart illustrating a laser processing process according to an embodiment of the present invention.

우선, 스테이지의 움직임을 검출하는 과정을 가진다(S710) 스테이지 움직임 검출은 도 4에 도시한 바와 같이 스테이지의 측변에 대향된 위치에 눈금 표시된 스테이지 스케일(310)과, 스테이지의 측변에 위치하여 스테이지 스케일(310)의 눈금이 감지될 때마다 검출신호인 교류파를 출력하는 인코더(320)를 활용할 수 있다.First, a process of detecting a motion of a stage is performed (S710). As shown in FIG. 4, the stage motion detection includes a stage scale scale 310 that is placed at a position opposite to a side of the stage, An encoder 320 for outputting an AC wave as a detection signal whenever a scale of the display unit 310 is sensed can be utilized.

스테이지가 이동될 때마다 스테이지에 달려있는 적어도 하나 이상의 인코더(320)는 대향하는(마주 보는) 스테이지 스케일(310)의 눈금이 판독될 때마다 검출신호를 생성한다. 즉, 인코더(320)는 스테이지의 이동에 의하여 스테이지 스케일(310)의 눈금을 판독할 때마다 사인파 또는 코사인파와 같은 교류파를 출력한다. 따라서 인코더(320)에서 교류파의 출력이 있다면 스테이지의 이동이 이루어지고 있음을 알 수 있다.Each time the stage is moved, at least one encoder 320 on the stage generates a detection signal whenever the scale of the opposing (opposing) stage scale 310 is read. That is, the encoder 320 outputs an AC wave such as a sinusoidal wave or a cosine wave whenever the scale of the stage scale 310 is read by the movement of the stage. Therefore, if there is an AC wave output from the encoder 320, it can be understood that the stage is moved.

그 후, 검출 신호를 수신하여 스테이지 이동 속도를 산출하는 과정을 가진다(S720). 스테이지 이동 속도를 산출하는 것은, 스테이지 스케일(310)의 눈금이 읽히는 속도를 파악함으로써 스테이지 이동 속도를 산출할 수 있다. 예컨대, 스테이지 스케일(310)의 단위 눈금이 1cm라고 하고. 1초에 10번의 눈금이 읽힌다고 가정할 경우, 1초에 10cm를 이동하였다고 볼 수 있다. 따라서 "속도=거리÷시간"의 공식에 의하여 10cm ÷1sec=10[cm/sec]의 이동 속도를 산출할 수 있다.Thereafter, there is a step of calculating the stage moving speed by receiving the detection signal (S720). Calculating the stage moving speed can calculate the stage moving speed by grasping the speed at which the scale of the stage scale 310 is read. For example, the unit scale of the stage scale 310 is 1 cm. Assuming 10 readings per second, it can be assumed that 10 cm has been moved per second. Therefore, the moving speed of 10 cm / sec = 10 [cm / sec] can be calculated by the formula of "speed = distance / time".

그 후, 산출한 스테이지 이동 속도에 대응하는 주기를 가지는 발진 펄스를 생성하여 레이저 조사기에 제공한다(S730).Thereafter, an oscillation pulse having a period corresponding to the calculated stage moving speed is generated and provided to the laser irradiator (S730).

즉, 스테이지의 가속, 등속, 감속의 이동 속도에 비례하여 발진 펄스의 주기를 결정하는 것이다. 예를 들어, 도 6(b)에 도시한 바와 같이, 스테이지가 가속으로 이동되는 구간(가속구간)에서는 발진 펄스의 주기를 점차적으로 크게 하며, 스테이지가 등속으로 이동되는 구간(등속구간)에서는 발진 펄스의 주기를 일정하게 하며, 스테이지가 감속으로 이동되는 구간(감속구간)에서는 발진 펄스의 주기를 점차적으로 작게 한다.That is, the cycle of the oscillation pulse is determined in proportion to the acceleration of the stage, the constant velocity, and the velocity of deceleration. For example, as shown in Fig. 6 (b), the period of the oscillation pulse is gradually increased in the section (acceleration section) in which the stage is moved by acceleration, and in the section (constant velocity section) The period of the pulse is made constant, and the period of the oscillation pulse is gradually decreased in the section (deceleration section) in which the stage is moved to deceleration.

생성되는 발진 펄스는 교류파 형태의 검출 신호를 활용하여 생성한다. 즉, 스테이지 이동 검출부(300)로부터 수신한 교류파를 소스 신호로 활용하여 주파수 변환 작업을 거친 후 소정의 상승 시간(rising time), 피크치 전압, 펄스 길이를 가지는 구형파 형태의 발진 펄스를 생성한다.The generated oscillation pulse is generated by using an AC detection signal. That is, the AC waveform received from the stage motion detector 300 is used as a source signal to perform a frequency conversion operation, and then an oscillation pulse of a square wave type having a predetermined rising time, a peak value voltage, and a pulse length is generated.

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.
Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings and the preferred embodiments described above, the present invention is not limited thereto but is limited by the following claims. Accordingly, those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes may be made thereto without departing from the spirit of the following claims.

100:레이저 조사기 200:발진펄스 생성부
300:스테이지 이동 검출부 310:스테이지 스케일
320:인코더 400:스케이지 구동부100: laser irradiator 200: oscillation pulse generator
300: stage movement detection unit 310: stage scale
320: encoder 400:

Claims (12)

스테이지 또는 레이저 조사기의 움직임이 검출되는 때에 검출 신호를 출력하는 상대 이동 검출부;
상기 상대 이동 검출부로부터 검출 신호를 수신하여 스테이지 이동 속도 또는 레이저 조사기 이동 속도를 산출하는 상대 이동 모듈 구동부;
상기 상대 이동 모듈 구동부로부터 스테이지 이동 속도 또는 레이저 조사기 이동 속도를 수신하여, 상기 스테이지 이동 속도 또는 레이저 조사기 이동 속도에 대응하는 주기를 가지는 발진 펄스를 생성하여 레이저 조사기에 제공하는 발진 펄스 생성부;
를 포함하는 레이저 처리 장치.
A relative movement detector for outputting a detection signal when motion of the stage or the laser beam is detected;
A relative movement module driving unit for receiving the detection signal from the relative movement detection unit and calculating the stage moving speed or the laser beam moving speed;
An oscillation pulse generator for generating an oscillation pulse by receiving the stage moving speed or the laser beam moving speed from the relative moving module driving unit and having a period corresponding to the stage moving speed or the laser beam moving speed and providing the oscillating pulse to the laser beam;
And the laser processing apparatus.
청구항 1에 있어서, 상기 상대 이동 모듈 구동부는, 스테이지의 움직임이 검출될때마다 검출 신호를 출력하는 스테이지 이동 검출부로 구현하며,
상기 스테이지 이동 검출부는,
스테이지의 측변에 대향된 위치에 눈금 표시된 스테이지 스케일;
스테이지의 측변에 위치하여, 상기 스테이지 스케일의 눈금이 감지될 때마다 검출 신호를 출력하는 인코더;
를 포함하는 레이저 처리 장치.
The apparatus according to claim 1, wherein the relative movement module driving unit is implemented as a stage movement detection unit that outputs a detection signal whenever movement of a stage is detected,
Wherein the stage movement detection unit
A graduated stage scale at a position opposite to the sides of the stage;
An encoder positioned at a side of the stage and outputting a detection signal whenever a scale of the stage scale is sensed;
And the laser processing apparatus.
청구항 2에 있어서, 상기 검출 신호는 교류파임을 특징으로 하는 레이저 처리 장치.
3. The laser processing apparatus according to claim 2, wherein the detection signal is an alternating current.
청구항 1에 있어서, 상기 레이저 조사기는, 레이저 발진의 주기를 결정하는 발진 펄스를 외부로부터 입력받는 외부 모드로 구동되고 있음을 특징으로 하는 레이저 처리 장치.
2. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the laser irradiator is driven in an external mode in which an oscillation pulse for determining a laser oscillation period is input from the outside.
청구항 1에 있어서, 상기 발진 펄스 생성부는, 스테이지의 움직임이 있는 경우에는 스테이지 이동 속도에 비례하여 상기 발진 펄스의 주기를 결정하거나, 레이저 조사기의 움직임이 있는 경우에는 레이저 조사기 의 이동 속도에 비례하여 상기 발진 펄스의 주기를 결정하는 레이저 처리 장치.
2. The apparatus according to claim 1, wherein the oscillation pulse generator determines the period of the oscillation pulse in proportion to the stage moving speed when there is movement of the stage, or determines the oscillation pulse duration in proportion to the moving speed of the laser oscillator, And determines the period of the oscillation pulse.
청구항 5에 있어서,
상기 레이저 조사기 이동 속도 또는 스테이지 이동 속도가 가속으로 되는 구간에서는 상기 발진 펄스의 주기를 점차적으로 크게 하며,
상기 레이저 조사기 이동 속도 또는 스테이지 이동 속도가 등속으로 되는 구간에서는 상기 발진 펄스의 주기를 일정하게 하며,
상기 레이저 조사기 이동 속도 또는 스테이지 이동 속도가 감속되는 구간에서는 상기 발진 펄스의 주기를 점차적으로 작게 하는 레이저 처리 장치.,
The method of claim 5,
The period of the oscillation pulse is gradually increased in a period in which the laser beam moving speed or the stage moving speed is accelerated,
The period of the oscillation pulse is made constant in a section in which the laser beam moving speed or the stage moving speed is constant,
And the period of the oscillation pulse is gradually decreased in a section in which the laser beam moving speed or the stage moving speed is decelerated.
청구항 1에 있어서, 상기 발진 펄스 생성부는, 상기 상대 이동 검출부로부터 교류파 형태의 검출 신호를 수신하여, 상기 교류파로부터 구형파 형태의 발진 펄스를 생성하는 레이저 처리 장치.
The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the oscillation pulse generation section receives an AC waveform detection signal from the relative movement detection section and generates an oscillation pulse in the form of a square wave from the AC waveform.
청구항 7에 있어서, 상기 발진 펄스의 상승 시간, 피크치 전압, 펄스 길이는 상기 레이저 조사기의 하드웨어 특성에 의하여 결정되는 레이저 처리 장치.
8. The laser processing apparatus according to claim 7, wherein the rising time, the peak value voltage, and the pulse length of the oscillation pulse are determined by the hardware characteristics of the laser irradiator.
레이저 움직임 또는 스테이지 움직임이 검출되는 때에 검출 신호를 출력하는 과정;
레이저 움직임이 검출되는 경우 레이저 조사기 이동 속도를 산출하며, 스테이지 움직임이 검출되는 경우 스테이지 이동 속도를 산출하는 과정;
상기 레이저 조사기 이동 속도 또는 스테이지 이동 속도에 대응하는 주기를 가지는 발진 펄스를 생성하여 레이저 조사기에 제공하는 과정;
을 포함하는 레이저 처리 방법.
Outputting a detection signal when a laser motion or a stage motion is detected;
Calculating a moving speed of the laser irradiator when the laser movement is detected, and calculating a stage moving speed when the movement of the stage is detected;
Generating an oscillation pulse having a period corresponding to the moving speed of the laser beam or the moving speed of the stage and providing the generated oscillation pulse to the laser beam;
.
청구항 9에 있어서, 상기 검출 신호는 교류파이며, 상기 교류파로부터 구형파 형태의 발진 펄스를 생성하는 레이저 처리 방법.
The laser processing method according to claim 9, wherein the detection signal is an AC wave, and generates an oscillation pulse in the form of a square wave from the AC wave.
청구항 9에 있어서, 상기 레이저 조사기 이동 속도 또는 스테이지 이동 속도에 비례하여 상기 발진 펄스의 주기를 결정하는 레이저 처리 방법.
The laser processing method according to claim 9, wherein the period of the oscillation pulse is determined in proportion to the laser beam moving speed or the stage moving speed.
청구항 11에 있어서,
상기 레이저 조사기 이동 속도 또는 스테이지 이동 속도가 가속되는 구간에서는 상기 발진 펄스의 주기를 점차적으로 크게 하며,
상기 레이저 조사기 이동 속도 또는 스테이지 이동 속도가 등속으로 되는 구간에서는 상기 발진 펄스의 주기를 일정하게 하며,
상기 레이저 조사기 이동 속도 또는 스테이지 이동 속도가 감속되는 구간에서는 상기 발진 펄스의 주기를 점차적으로 작게 하는 레이저 처리 방법.The method of claim 11,
The period of the oscillation pulse is gradually increased in a period in which the laser beam moving speed or the stage moving speed is accelerated,
The period of the oscillation pulse is made constant in a section in which the laser beam moving speed or the stage moving speed is constant,
Wherein a period of the oscillation pulse is gradually decreased in a section where the laser beam moving speed or the stage moving speed is decelerated.
KR1020140013153A 2014-02-05 2014-02-05 Apparatus for laser processing and method for operating the same KR20150092600A (en)

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