KR20150139211A - 광 조사 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공정제어 모듈의 상태를 모니터링하는 과정과, 모니터링되는 상태값과 기 설정된 기준값을 대비하는 과정과, 대비 결과에 따라 피조사물에 조사되는 광의 경로를 차단하는 과정을 수행하는 광 조사 방법으로서, 광을 조사하여 피조사물을 처리하는 공정 동안 공정제어 모듈의 하트비트를 모니터링하여 상기 공정제어 모듈의 작동상태의 이상발생 여부를 실시간으로 감지할 수 있고, 작동상태에 이상이 발생할 시 광의 경로를 차단하여 피조사물이 광에 장시간 노출되는 것을 방지할 수 있는 광 조사 방법 및 광 조사 장치가 제시된다.
Description
본 발명은 광 조사 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공정제어 모듈에 이상이 발생되는 경우 기판이 광에 장시간 노출되어 손상되는 것을 방지할 수 있는 광 조사 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 다이오드 디스플레이와 같은 평판표시장치의 기판으로 유리기판이 사용된다. 이러한 유리기판은 세정공정, 레이저어닐링공정, 노광공정 및 식각공정 등을 거쳐 평판표시장치의 기판으로 제조된다.
여기서, 레이저어닐링공정은 유리기판에 레이저를 조사하여 유리기판의 비정질 다결정 박막을 결정화시키는 공정이다. 이러한 공정 및 이에 적용되는 장치는 현재 다양한 형태로 구현되어 있다. 예컨대, 대한민국 공개특허공보 2013-0071288호에 레이저 가공장치 및 그 제어방법이 개시되어 있고, 대한민국 등록특허공보 0780291호에 레이저 어닐링 장치가 개시되어 있다.
한편, 공정이 진행되는 동안, 공정을 제어하는 주 시스템(main system)에 이상이 발생되는 경우 공정을 수행하는 각 장치의 제어가 불가능하다. 특히, 종래에는 유리기판에 조사되는 레이저광을 차단하는 역할을 하는 셔터가 열려있는 상태에서 레이저광이 유리기판에 조사되는 도중, 주 시스템에 이상이 발생되어 목적하는 시간 이상의 시간동안 유리기판의 소정영역에 레이저광이 조사되는 경우가 있었다. 이로 인해, 유리기판이 레이저광에 장시간 노출되어 유리기판의 노출된 영역이 가열되어 손상되는 문제가 발생하였다.
또한, 레이저광이 유리기판에 조사되는 도중, 주 시스템에 이상이 발생되어 주 시스템으로부터 레이저광을 발진하는 발진부로 발진부의 작동을 제어하는 펄스 신호가 전달되지 않는 경우가 있었다. 이로 인해, 발진부가 비정상 종료되고, 이에 발진부가 손상되어 사용수명이 감소하는 문제가 발생하였다.
본 발명은 공정이 진행되는 동안 공정제어 모듈의 작동상태를 실시간으로 모니터링하여 공정제어 모듈에 이상이 발생되는 것을 감지할 수 있는 광 조사 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 공정제어 모듈의 작동상태에 이상이 발생할 시에 셔터부를 닫아 피조사물이 광에 장시간 노출되는 것을 방지할 수 있는 광 조사 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 공정제어 모듈의 작동상태에 이상이 발생할 시에 광조사 모듈의 작동방식을 내부제어방식으로 전환시켜 광조사 모듈이 비정상 종료되는 것을 방지할 수 있는 광 조사 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 피조사물이 광에 장시간 노출되는 것을 방지하여 피조사물의 손상을 방지하고, 공정의 안정성 및 생산성을 증가시킬 수 있는 광 조사 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 광 조사 방법은 광을 조사하여 피조사물을 처리하는 방법으로서, 공정제어 모듈의 상태를 모니터링하는 과정; 모니터링되는 상태값과 기 설정된 기준값을 대비하는 과정; 및 기 설정된 상기 기준값과 모니터링되는 상기 상태값이 상이한 경우 피조사물에 조사되는 광의 경로를 차단하는 과정;을 포함한다.
상기 상태값과 기준값을 대비하는 과정 이후에, 기 설정된 상기 기준값과 모니터링되는 상기 상태값이 상이한 경우 신호음을 생성하는 과정;을 수행할 수 있다.
상기 상태값과 기준값을 대비하는 과정 이후에, 기 설정된 상기 기준값과 모니터링되는 상기 상태값이 상이한 경우 상기 광조사 모듈의 작동방식을 외부제어방식에서 내부제어방식으로 전환시키는 과정;을 수행할 수 있다.
모니터링되는 상기 공정제어 모듈의 상태는 상기 공정제어 모듈로부터 출력되는 하트비트(heart beat)를 포함하고, 모니터링되는 상기 상태값은 상기 하트비트의 출력 주기를 포함하며, 기 설정된 상기 기준값은 기 설정된 하트비트의 기준 주기를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 광 조사 장치는 광을 조사하여 피조사물을 처리하는 장치로서, 피조사물에 광을 조사하는 광조사 모듈; 상기 광조사 모듈로부터 조사되는 광의 경로 상에 배치되는 셔터 모듈; 상기 셔터 모듈의 작동을 제어하는 공정제어 모듈; 및 상기 공정제어 모듈의 상태를 모니터링하고, 모니터링되는 상태값과 기 설정된 기준값을 대비하며, 대비 결과에 따라 피조사물에 조사되는 광의 경로를 차단하도록 상기 셔터 모듈의 작동을 제어하는 동작제어 모듈;을 포함한다.
모니터링되는 상기 공정제어 모듈의 상태는 상기 공정제어 모듈로부터 출력되는 하트비트를 포함하고, 모니터링되는 상기 상태값은 상기 하트비트의 출력 주기를 포함하며, 기 설정된 상기 기준값은 기 설정된 하트비트의 기준 주기를 포함할 수 있다.
상기 광조사 모듈은, 펄스 신호를 입력받아 광을 발진하는 발진부; 상기 발진부에 연결되고, 상기 발진부로 펄스 신호를 출력하는 발진제어부;를 포함하고, 상기 발진제어부의 작동방식은 상기 공정제어 모듈로부터 출력되는 펄스 신호를 입력받아 상기 발진부로 출력하는 외부제어방식 및 펄스 신호를 생성하여 상기 발진부로 출력하는 내부제어방식을 포함하며, 상기 동작제어 모듈의 제어에 의해 전환될 수 있다.
상기 셔터 모듈은, 상기 광의 경로 상에 배치되며, 온(on) 신호를 입력받아 상기 광의 경로를 개방하고, 오프(off) 신호를 입력받아 상기 광의 경로를 차단하는 셔터부; 상기 공정제어 모듈에 연결되고, 상기 공정제어 모듈로부터 출력되는 제어 신호를 입력받아 상기 셔터부의 작동을 제어하도록 온(on) 신호 또는 오프(off) 신호를 출력하는 셔터제어부;를 포함할 수 있다.
상기 공정제어 모듈은, 기 설정된 공정 스케줄에 따라 상기 광조사 모듈 및 상기 셔터 모듈 중 적어도 어느 하나의 작동을 제어하도록 신호를 출력하는 공정제어부; 상기 공정제어부가 작동되는 동안 주기적으로 하트비트를 출력하는 상태 출력부;를 포함할 수 있다.
상기 동작제어 모듈은, 상기 공정제어 모듈에 연결되고, 상기 공정제어 모듈로부터 출력되는 하트비트를 모니터링하는 모니터링부; 상기 모니터링부에 연결되고, 모니터링되는 상기 하트비트의 출력 주기와 기 설정된 상기 기준 주기를 대비하여 서로 일치하는 경우 상기 공정제어 모듈의 작동상태를 정상으로 판단하고, 상이한 경우 상기 작동상태를 이상으로 판단하는 판단부; 상기 판단부에 연결되고, 상기 작동상태가 정상으로 판단되는 경우 온(on) 신호를 출력하고, 상기 작동상태가 이상으로 판단되는 경우 오프(off) 신호를 출력하는 동작제어신호 출력부; 및 상기 동작제어신호 출력부 및 상기 셔터 모듈에 연결되며, 상기 동작제어신호 출력부로부터 온(on) 신호를 입력받는 경우 기 설정된 공정 스케줄에 따라 상기 셔터 모듈이 작동되도록 제어하고, 상기 동작제어신호 출력부로부터 오프(off) 신호를 입력받는 경우 상기 광의 경로를 차단하도록 상기 셔터 모듈을 제어하는 인터로크(interlock)부;를 포함할 수 있다.
상기 인터로크부는 상기 동작제어신호 출력부 및 상기 셔터부에 연결되고, 상기 동작제어신호 출력부로부터 오프(off) 신호를 입력받는 경우 상기 셔터부로 오프(off) 신호를 출력하여 상기 셔터부를 차단할 수 있다.
상기 인터로크부는, 상기 셔터제어부에 연결되고, 상기 셔터제어부로부터 온(on) 신호 또는 오프(off) 신호를 입력받아 개방 및 차단이 제어되는 제1 릴레이; 상기 동작제어신호 출력부에 연결되고, 상기 동작제어신호 출력부로부터 온(on) 신호 또는 오프(off) 신호를 입력받아 개방 및 차단이 제어되는 제2 릴레이; 및 상기 제1 릴레이 및 상기 제2 릴레이에 연결되며, 상기 제1 릴레이 및 상기 제2 릴레이 중 적어도 하나 이상 차단되는 경우 차단되어 상기 셔터부를 차단하고, 그 외의 경우 개방되어 상기 셔터부를 개방하는 제3 릴레이;를 포함할 수 있다.
상기 동작제어 모듈은, 상기 동작제어신호 출력부에 연결되고, 상기 동작제어신호 출력부로부터 오프(off) 신호가 출력되는 경우 신호음을 생성하는 신호음생성부;를 더 포함할 수 있다.
상기 발진제어부가 외부제어방식으로 작동되는 도중 상기 동작제어 모듈의 동작제어신호 출력부로부터 오프(off) 신호가 출력되는 경우 상기 발진제어부의 작동방식이 내부제어방식으로 전환될 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면 광을 조사하여 피조사물을 처리하는 공정 중에 공정제어 모듈의 하트비트를 모니터링하여 공정제어 모듈의 작동상태 및 이상발생여부를 실시간으로 감지할 수 있다. 또한, 모니터링되는 상태에 따라 피조사물에 조사되는 광의 차단을 제어한다. 상세하게는, 모니터링되는 하트비트의 출력 주기와 기 설정된 기준 주기를 대비하고, 출력 주기와 기준 주기가 상이한 경우 이를 공정제어 모듈의 작동상태에 이상이 발생한 것으로 판단한다. 이후, 조사되는 광으로부터 피조사물을 보호하기 위해 셔터부를 차단하여 피조사물에 조사되는 레이저광의 경로를 차단할 수 있다. 또한, 출력 주기와 기준 주기가 상이한 경우 이를 사용자에게 알리도록 신호음을 생성할 수 있고, 공정제어 모듈의 작동상태 이상으로 인해 발진부가 비정상 종료되지 않도록 광조사 모듈의 작동방식을 내부제어방식으로 전환시킬 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 실시 형태에 따른 광 조사 장치는 광을 조사하여 피조사물을 처리하는 도중 공정제어 모듈의 하트비트를 모니터링 함으로써 공정제어 모듈의 작동상태 및 이상발생 여부를 실시간으로 감지할 수 있는 동작제어 모듈을 형성하고, 이를 이용하여 공정제어 모듈에 이상이 발생되는 것을 감지할 수 있다. 또한, 동작제어 모듈을 이용하여 조업 도중 이상 발생 시 셔터부를 닫아 피조사물이 광에 장시간 노출되는 것을 방지할 수 있고, 광조사 모듈의 작동방식을 내부제어방식으로 전환시켜 광조사 모듈의 비정상 종료를 방지할 수 있다.
이로부터 피조사물 즉, 기판이 광에 장시간 노출되어 손상되는 것을 방지할 수 있고, 광조사 모듈이 비정상 종료되는 것을 방지할 수 있어 공정의 안정성 및 생산성을 증가시킬 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광 조사 장치의 블록도.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 광 조사 방법의 순서도.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 광 조사 방법의 순서도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면은 실시 예를 설명하기 위해 그 크기가 과장될 수 있고, 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광 조사 장치를 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 변형 예에 따른 광 조사 장치를 도시한 블록도이며, 도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 광 조사 방법을 도시한 순서도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 광 조사 장치(1000)는 피조사물(S)에 광을 조사하여 피조사물(S)을 처리하는 장치로서, 보다 상세하게는 피조사물(S) 예컨대 기판에 광 예컨대 레이저광을 조사하여 피조사물(S) 상에 형성된 비정질의 박막(F)을 결정화하는 장치일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 광 조사 장치(1000)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 피조사물(S)이 수용되는 내부 공간을 가지는 공정챔버(100), 공정챔버(100)의 내부에 설치되고, 피조사물(S)이 안착되며, 피조사물(S)을 공정 진행 방향으로 수평 이송시키는 스테이지(200), 공정챔버(100)의 외부에 설치되고, 피조사물(S)에 광 예컨대 레이저광을 조사하는 광조사 모듈(300), 광조사 모듈(300)로부터 조사되는 광의 경로 상에 배치되는 셔터 모듈(400), 셔터 모듈(400)의 작동을 제어하는 공정제어 모듈(500), 공정제어 모듈(500)의 상태를 모니터링하고, 모니터링되는 상태값과 기 설정된 기준값을 대비하며, 대비 결과에 따라 피조사물(S)에 조사되는 광의 경로를 차단하도록 셔터 모듈(400)의 작동을 제어하는 동작제어 모듈(600)을 포함한다. 이때, 공정제어 모듈(500)은 광조사 모듈(300)의 작동을 제어하도록 광조사 모듈(300)로 신호를 출력할 수 있고, 동작제어 모듈(600)은 모니터링되는 상태값과 기 설정된 기준값의 범위의 대비 결과에 따라 광조사 모듈(300)의 작동방식의 전환을 제어하도록 광조사 모듈(300)로 신호를 출력할 수 있다.
여기서, 모니터링되는 공정제어 모듈(500)의 상태는 공정제어 모듈(500)로부터 출력되는 하트비트를 포함할 수 있고, 따라서, 모니터링되는 상태값은 하트비트의 출력 주기일 수 있고, 기 설정된 기준값은 기 설정된 하트비트의 기준 주기일 수 있다. 이에 동작제어 모듈(600)은 공정제어 모듈(500)로부터 출력되는 하트비트를 모니터링하고, 모니터링되는 하트비트의 출력 주기와 기 설정된 하트비트의 기준 주기를 대비하며, 기 설정된 기준 주기와 모니터링되는 출력 주기가 상이한 경우 피조사물(S)에 조사되는 광의 경로를 차단하도록 셔터 모듈(400)을 제어할 수 있다.
공정챔버(100)는 피조사물(S)이 수용되는 내부 공간을 가질 수 있고, 공정챔버(100)의 일측벽에는 공정챔버(100)의 내부로 광이 조사되도록 투과창(110)이 설치될 수 있다. 또한, 도면으로 도시하지 않았지만, 공정챔버(100)에는 공정챔버(100)의 내부분위기를 제어하도록 공정챔버(100) 내에 공정가스를 공급하는 가스공급부 및 공정챔버(100) 내에서 발생되는 이물질을 제거하는 이물질제거부가 마련될 수 있다. 공정챔버(100)의 내부에는 스테이지(200)가 설치되고, 스테이지(200)에는 피조사물(S) 예컨대 기판이 안착되며, 스테이지(200)는 공정이 진행되는 동안 피조사물(S)을 공정 진행 방향으로 수평 이송시킨다.
광조사 모듈(300)은 공정챔버(100)의 외부에 설치될 수 있고, 피조사물(S)을 향하여 광을 발진하는 발진부(310) 및 발진부(310)에 연결되고, 발진부(310)의 작동을 제어하도록 펄스 신호를 발진부(310)에 출력하는 발진제어부(320)를 포함할 수 있다. 발진부(310)는 펄스 신호를 입력받아 광을 발진한다. 즉, 발진부(310)는 입력되는 펄스 신호에 의해 광의 발진이 제어되며 펄스 형태의 광 예컨대 레이저광을 발진할 수 있다. 발진제어부(320)의 작동방식은 공정제어 모듈(500)로부터 출력되는 펄스 신호를 입력받아 발진부(310)로 출력하는 외부제어방식(external mode) 및 펄스 신호를 생성하여 발진부(310)로 출력하는 내부제어방식(internal mode)을 포함할 수 있다. 이러한 발진제어부(320)의 작동방식은 동작제어 모듈(600)의 제어에 의해 전환 가능하다. 도 1에는 내부제어방식으로 작동되는 광조사 모듈(300)을 도시하였고, 도 2에는 외부제어방식으로 작동되는 광조사 모듈(300)을 도시하였다. 도 2에 도시된 바와 같이, 광조사 모듈(300)이 외부제어방식으로 작동되는 경우에는 공정제어 모듈(500)의 작동상태에 이상이 발생하는 경우 공정제어 모듈(500)로부터 펄스 신호를 입력받지 못하는 문제가 발생하며, 이에 대응하여 후술하는 동작제어 모듈(600)의 동작제어신호 출력부(630)는 광조사 모듈(300)의 발진제어부(320)가 외부제어방식에서 내부제어방식로 동작상태가 전환되도록 신호 예컨대 오프(off) 신호를 출력할 수 있다. 발진제어부(320)는 외부제어방식으로 작동되는 도중 동작제어 모듈(600)의 동작제어신호 출력부(630)로부터 오프(off) 신호가 출력되는 경우 작동방식이 내부제어방식으로 전환되며, 이와 동시에 펄스 신호를 생성하여 발진부(310)로 출력한다. 이에 광조사 모듈(300)은 공정제어 모듈(500)의 작동상태에 이상이 발생되어 펄스 신호의 생성 및 출력이 지연 또는 중단되는 경우에도 발진제어부(320)의 작동방식을 전환함으로써 펄스 신호를 발진부(310)로 출력할 수 있고, 이에 광의 생성 및 발진이 지속될 수 있으며, 발진부(310)의 비정상 종료를 방지하여 이에 따른 손상이 방지될 수 있다.
한편, 도면으로 도시하지는 않았지만, 광조사 모듈(300)에는 발진부(310)로부터 발진되는 광의 세기를 조절하는 감쇠부 및 감쇠부를 통과한 광의 형상과 에너지분포를 목적하는 형상과 에너지분포로 가공하는 광학부가 마련될 수 있다. 여기서, 이러한 광조사 모듈(300)은 광 예컨대 레이저광을 발진하는 공지의 구성으로, 레이저광에는 엑시머 레이저가 적용될 수 있다. 이와 같이 형성되는 광조사 모듈(300)은 공정챔버(100) 내에 마련되는 피조사물(S)을 향하여 광 예컨대 라인 형상으로 가공된 레이저광을 조사하는 역할을 한다.
셔터 모듈(400)은 광조사 모듈(300)로부터 조사되는 광의 경로 상에 배치될 수 있다. 셔터 모듈(400)은 광의 경로 상에 배치되는 셔터부(410), 후술하는 공정제어 모듈(500)에 연결되고, 공정제어 모듈(500)로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 셔터부(410)의 작동을 제어하도록 온(on) 신호 또는 오프(off) 신호를 출력하는 셔터제어부(420)를 포함할 수 있다. 광의 경로상에 배치되는 셔터부(410)는 온(on) 신호를 입력받는 경우 광의 경로를 개방하고, 오프(off) 신호를 입력받는 경우 광의 경로를 차단하는 역할을 한다. 셔터부(410)는 발진부(310)와 스테이지(200)의 사이에 배치되며, 광의 경로를 개방하거나 차단하도록 광의 경로에 교차하는 방향으로 배치되는 회전플레이트(미도시) 및 회전플레이트(미도시)에 연결되어 회전플레이트(미도시)를 회전시키는 회전수단(미도시)을 그 구성요소로서 구비할 수 있다. 예컨대, 회전수단(미도시)은 후술하는 동작제어 모듈(600)의 인터로크부(640)로부터 출력되는 온(on) 신호를 입력받아 회전플레이트(미도시)를 일 방향으로 회전시켜 광의 경로를 개방할 수 있다. 또한, 회전수단(미도시)은 후술하는 동작제어 모듈(600)의 인터로크부(640)로부터 출력되는 오프(off) 신호를 입력받아 회전플레이트(미도시)를 상술한 일 방향의 반대방향으로 회전시켜 광의 경로를 차단할 수 있다. 물론 이에 한정하지 않고, 셔터부(410)는 광의 경로를 개방하거나 차단할 수 있는 것을 만족하는 다양한 구성요소 및 구조를 가질 수 있다.
공정제어 모듈(500)은 기 설정된 공정 스케줄에 따라 피조사물을 처리하는 공정이 진행되도록 각 모듈을 제어하는 역할을 한다. 이러한, 공정제어 모듈(500)은 광조사 모듈(300) 및 셔터 모듈(400) 중 적어도 어느 하나의 작동을 제어하도록 신호를 출력하는 공정제어부(510), 공정제어부(510)가 작동되는 동안 주기적으로 하트비트를 출력하는 상태 출력부(520)를 포함할 수 있다. 여기서 기 설정된 공정 스케줄은 광이 조사되는 피조사물(S) 상의 처리영역의 시작위치와 종료위치, 조사되는 광의 형상과 에너지분포, 광의 조사 시작시각과 종료시각의 정보를 포함할 수 있다.
공정제어부(510)는 연산을 수행하는 중앙처리장치(CPU)와, 기 설정된 공정 스케줄 및 각 공정의 진행과정에서 획득되는 정보 예컨대 광 조사 시각 정보와 피조사물상의 광 조사 위치정보가 저장되는 기억장치(memory)와, 획득되는 정보를 입력하고 처리되는 정보를 출력하는 입출력장치(input-output device)와, 공정을 제어하는 소프트웨어 프로그램(software program)을 그 구성요소로서 구비하여 주 시스템(main system)을 형성한다. 공정제어부(510)는 기 설정된 공정 스케줄에 따라 광조사 모듈(300)의 발진부(310)를 작동시키도록 펄스 신호를 출력할 수 있다. 공정제어부(510)로부터 출력되는 펄스 신호는 발진제어부(320)에 수신되어 발진부(310)의 제어 예컨대 발진부(310)의 레이저광 발진 시작 및 종료 제어에 이용될 수 있다. 또한, 공정제어부(510)는 기 설정된 공정 스케줄에 따라 셔터 모듈(400)의 셔터부(410)를 작동시키도록 제어신호를 출력할 수 있다. 공정제어부(510)로부터 출력되는 제어신호는 셔터제어부(420)에 수신되어 셔터부(410)의 제어 예컨대 셔터부(410)의 광의 경로 개방 및 차단 제어에 이용될 수 있다. 상술한 공정제어부(510)의 구성 및 공정의 제어과정은 공지된 기술이므로, 상세한 설명은 생략한다.
상태 출력부(520)는 공정제어부(510) 즉, 주 시스템(main system)에 구비되어 상호 연동되는 소프트웨어(software)일 수 있다. 상태 출력부(520)는 공정제어부(510)의 작동이 시작됨과 동시에 상태 신호 예컨대 하트비트의 출력을 시작하고, 공정제어부(510)가 작동되는 동안 일정한 시간 간격을 가지고 주기적으로 하트비트를 출력하도록 그 로직(logic)이 구성될 수 있다. 여기서, 하트비트(heart beat)는 예컨대 네트워크 상의 각 단말기기가 고가용성을 갖도록, 각 단말기기가 네트워크 상에서 주기적으로 교환하는 신호를 의미한다. 이러한 하트비트에 의해 네트워크 상에 서로 연결되어 있는 단말기기는 각각 처리하는 작업이 없을 시에도 상대 단말기기에게 동작중임을 전할 수 있다. 상술한 상태 출력부(520)는 후술하는 동작제어 모듈(600)의 모니터링부(610)와 연결되며, 공정이 진행되는 동안 즉, 공정제어부(510)가 작동하는 동안 하트비트를 송수신하는 역할을 한다. 공정제어부(510)의 작동상태에 이상이 발생하면, 상태 출력부(520)로부터 출력되는 하트비트의 출력 간격이 증가 또는 감소되고, 공정제어부(510)의 작동이 정지되는 경우, 상태 출력부(520)는 하트비트의 출력이 정지된다. 이처럼 본 발명의 실시 예에 따른 광 조사 장치(1000)는 공정제어 모듈(500)의 작동상태 및 이상발생여부를 모니터링하기 위하여 상태 출력부(520)를 구비할 수 있다. 상태 출력부(520)는 공정제어부(510)의 작동상태 및 이상발생여부에 따라 하트비트의 출력상태가 변화하며, 이러한 하트비트의 출력상태를 이용하여 사용자는 조업 도중 공정제어부(510)의 작동상태 및 이상발생여부를 신속하고 정확하게 감지할 수 있다.
동작제어 모듈(600)은 공정제어 모듈(500)의 상태 출력부(520)에 연결되고, 공정제어 모듈(500)의 상태 출력부(520)로부터 출력되는 하트비트를 모니터링하는 모니터링부(610), 모니터링부(610)에 연결되고, 모니터링되는 하트비트의 출력 주기와 기 설정된 기준 주기를 대비하여 서로 일치하는 경우 공정제어 모듈(500)의 작동상태를 정상으로 판단하고, 상이한 경우 작동상태를 이상으로 판단하는 판단부(620), 판단부(620)에 연결되고, 공정제어 모듈(500)의 작동상태가 정상으로 판단되는 경우 온(on) 신호를 출력하고, 작동상태가 이상으로 판단되는 경우 오프(off) 신호를 출력하는 동작제어신호 출력부(630), 동작제어신호 출력부(630) 및 셔터 모듈(400)에 연결되며, 동작제어신호 출력부(630)로부터 온(on) 신호를 입력받는 경우 기 설정된 공정 스케줄에 따라 셔터 모듈(400)의 셔터부(410)가 작동되도록 제어하고, 동작제어신호 출력부(630)로부터 오프(off) 신호를 입력받는 경우 레이저광의 경로를 차단하도록 셔터 모듈(400)의 셔터부(410)을 제어하는 인터로크(interlock)부(640)를 포함할 수 있다.
모니터링부(610)는 공정제어 모듈(500)의 상태 출력부(520)로부터 출력되는 하트비트를 수신하고, 다시 상태 출력부(520)로 하트비트를 송신할 수 있다. 즉, 모니터링부(610)는 상태 출력부(520)와 하트비트를 주기적으로 교환한다. 송수신되는 하트비트는 일정 주기를 가지고 반복 송수신되며, 이로 인해 모니터링부(610)는 공정제어부(510) 즉, 공정제어 모듈의 작동상태와 이상 발생 여부를 모니터링할 수 있다.
판단부(620)는 모니터링(610)로부터 모니터링되는 상태값 예컨대 모니터링되는 하트비트의 출력 주기를 기 설정된 기준값 예컨대 기 설정된 기준 주기와 대비한다. 여기서 기준 주기는 공정제어부(510)가 정상작동 상태일 때 상태 출력부(520)로부터 출력되는 하트비트의 출력 주기를 의미한다. 판단부(620)는 출력 주기와 기준 주기가 서로 일치하는 경우 공정제어 모듈(500)의 작동상태를 정상으로 판단한다. 또한, 판단부(620)는 출력 주기와 기준 주기가 상이한 경우 예컨대 출력 주기가 기준 주기보다 길거나 혹은 짧을 경우 또는 상태 출력부(520)로부터 하트비트가 출력되지 않아 출력 주기 정보가 없는 경우 공정제어 모듈(500)의 작동상태를 이상으로 판단한다.
동작제어신호 출력부(630)는 판단부(630)에 연결되고, 판단부(630)에 의해 공정제어 모듈(500)의 작동상태가 정상으로 판단되는 경우 온(on) 신호를 출력하고, 작동상태가 이상으로 판단되는 경우 오프(off) 신호를 출력한다.
인터로크부(640) 예컨대 릴레이(relay)(R)는 도 1에 도시된 바와 같이, 동작제어신호 출력부(630) 및 셔터부(410)에 연결되고, 동작제어신호 출력부(630)로부터 오프(off) 신호를 입력받는 경우 셔터부(410)로 오프(off) 신호를 출력하여 셔터부(410)를 차단할 수 있다. 여기서, 릴레이(relay)는 회로의 연결과 단락을 제어하기 위해 사용되는 일반적인 전기 기계적 스위치일 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 인터로크부(640)는 그 변형예로서 다음과 같이 구성될 수 있다. 인터로크부(640)는 도 2에 도시된 바와 같이, 셔터제어부(420)에 연결되고, 셔터제어부(420)로부터 온(on) 신호 또는 오프(off) 신호를 입력받아 개방 및 차단이 제어되는 제1 릴레이(R1), 동작제어신호 출력부(630)에 연결되고, 동작제어신호 출력부(630)로부터 (on) 신호 또는 오프(off) 신호를 입력받아 개방 및 차단이 제어되는 제2 릴레이(R2), 제1 릴레이(R1) 및 제2 릴레이(R2)에 연결되며, 제1 릴레이(R1) 및 제2 릴레이(R2) 중 적어도 하나 이상 차단되는 경우 차단되어 셔터부(410)를 차단하고, 그 외의 경우 개방되어 셔터부(410)를 개방하는 제3 릴레이(R3)를 포함할 수 있다. 즉, 인터로크부(640)는 동작어신호 출력부(630)와 셔터 모듈(400)에 연결되어 공정제어 모듈(500)의 작동상태에 대응하여 동작제어신호 출력부(630)로부터 출력되는 신호에 따라 셔터부(400)를 제어하는 역할을 한다. 상세하게는, 본 발명의 변형 예에서는 인터로크부(640)를 구성하여 이를 셔터 모듈(400)의 셔터제어부(420) 및 동작제어 모듈(600)의 동작제어신호 출력부(630)과 병렬로 연결한다. 인터로크부(640)는 셔터제어부(420)와 동작제어신호 출력부(630)로부터 각각 온(on) 신호가 출력될 시 셔터부(410)를 개방시키고, 셔터제어부(420)와 동작제어신호 출력부(630) 중 적어도 어느 하나에서 오프(off) 신호가 출력될 시 셔터부(420)를 차단시킨다. 이로 인해, 공정제어 모듈(500)의 작동상태가 정상일 경우에는 기 설정된 공정 스케줄에 의해 신호를 출력하는 셔터제어부(420)의 제어에 의해 셔터부(410)의 제어가 수행되며, 공정제어 모듈(500)의 작동상태가 이상일 경우에는 셔터부(420)를 즉시 차단시키도록 제어가 수행될 수 있다. 이에 피조사물(S)에 광을 조사하여 처리하는 공정 도중 공정제어 모듈(500)에 이상이 발생되는 경우 피조사물(S)에 조사되는 광을 즉시 차단하여, 피조사물(S)에 장시간 광이 조사되는 것을 방지, 피조사물(S)의 손상을 방지할 수 있다.
한편, 동작제어 모듈(600)은 동작제어신호 출력부(630)에 연결되고, 동작제어신호 출력부(630)로부터 오프(off) 신호가 출력되는 경우 이를 사용자에게 알리도록 신호음을 생성하는 신호음생성부(650)를 더 포함할 수 있다. 물론 이에 한정하지 않고, 공정제어 모듈(500)의 이상 발생 시 이를 사용자에게 시각적으로 알릴 수 있는 디스플레이를 더 구비할 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 광 조사 방법을 설명한다. 이때, 하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 광 조사 장치에 대한 상세한 설명과 중복되는 설명은 생략하거나 간단히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 광 조사 방법은 광을 조사하여 피조사물을 처리하는 방법으로서, 공정제어 모듈(500)의 상태를 모니터링하는 과정과, 모니터링되는 상태값과 기 설정된 기준값을 대비하는 과정과, 기 설정된 기준값과 모니터링되는 상태값이 상이한 경우 피조사물에 조사되는 광의 경로를 차단하는 과정을 포함한다. 여기서, 상술한 바와 같이, 모니터링되는 공정제어 모듈(500)의 상태는 공정제어 모듈(500)로부터 출력되는 하트비트일 수 있다. 따라서 상술한 광 조사 방법을 상세하게 쓰면 다음과 같다. 광 조사 방법은, 공정제어 모듈(500)로부터 출력되는 하트비트(heart beat)를 모니터링하는 과정과, 모니터링되는 하트비트의 출력 주기와 기 설정된 하트비트의 기준 주기를 대비하는 과정과, 기 설정된 기준 주기와 모니터링되는 출력 주기가 상이한 경우 피조사물(S)에 조사되는 광의 경로를 차단하는 과정을 포함한다. 또한, 광 조사 방법은, 상태값과 기준값을 대비하는 과정 이후에, 기 설정된 기준 주기 즉, 기준값과 모니터링되는 출력 주기 즉, 상태값이 상이한 경우 신호음을 생성하는 과정을 더 수행할 수 있고, 기 설정된 기준 주기와 모니터링되는 출력 주기가 상이한 경우 광조사 모듈(300)의 작동방식을 외부제어방식에서 내부제어방식으로 전환시키는 과정을 더 수행할 수 있다. 신호음을 생성하는 과정과 광조사 모듈(300)의 작동방식을 전환시키는 과정은 광의 경로를 차단하는 과정과 동시에 수행될 수 있고, 광의 경로를 차단하는 과정을 수행한 이후에 수행될 수 있다.
광을 조사하는 공정이 수행되는 도중 공정제어 모듈(500)의 작동상태에 이상이 발생하는 경우 공정제어 모듈(500)로부터 광조사 모듈(300)과 셔터 모듈(400)를 제어하는 신호가 출력되지 않는 문제가 발생할 수 있다. 특히, 피조사물(S)에 광이 조사되는 도중 공정제어 모듈(500)의 작동상태에 이상이 발생되면, 셔터부(410)를 제어하는 제어신호가 출력되지 않아 셔터부(410)의 개방상태가 지속되고, 이에 피조사물(S)에 목적하는 시간 이상의 시간동안 광이 조사되어 피조사물이 손상되는 문제가 발생한다. 한편, 공정제어 모듈(500)의 작동상태에 이상이 발생되면, 발진부(310)를 제어하는 펄스 신호가 출력되지 않아 발진부(310)의 광 생성이 비정상 종료되는 문제가 발생한다. 따라서, 공정제어 모듈(500)의 작동상태 및 이상발생 여부를 모니터링하고, 이상 발생 시 발진부(310)와 셔터부(410)를 별도로 제어하는 작업이 요구된다. 이에 본 발명의 실시 예에서는 공정제어 모듈(500)의 하트비트를 모니터링하여 공정제어 모듈(500)의 동작상태를 정상 또는 이상 중 하나로 판단하고, 이에 대응하여 광의 조사 경로 차단 여부와 광조사 모듈(300)의 작동방식을 제어하는 것이다. 이를 위하여, 본 발명의 실시 예에서는 하기와 같이 광 조사 방법을 수행한다.
먼저, 피조사물(S)을 스테이지(200) 상에 마련(S100)한다. 상세하게는, 피조사물(S) 예컨대 기판 상에 비정질 박막 예컨대 비정질 실리콘 박막을 형성한 후, 피조사물(S)을 본 실시 예에 따른 광 조사 장치(1000)의 공정챔버(100) 내로 인입시켜, 스테이지(200) 상에 안착시킨다.
이후, 피조사물(S)에 광을 조사(S200)한다. 상세하게는, 피조사물(S)의 비정질 실리콘 박막(F)에 엑시머 레이저를 조사하여 비정질 실리콘 박막(F)을 결정화시킨다. 이를 위해 발진부(310)으로부터 광을 발진하고, 출력되는 광은 감쇠부와 광학계를 통과하며 세기 및 형상이 가공된 후 공정챔버(100)의 투과창(110)을 통과하여 피조사물(S)상에 조사된다.
상술한 과정이 수행되는 동안 공정제어 모듈(500)의 상태 즉, 공정제어 모듈(500)로부터 출력되는 하트비트를 모니터링(S300)한다. 모니터링되는 하트비트의 출력 주기 즉, 상태값의 범위와 기 설정된 기준 주기 즉, 기준값의 범위를 대비하여 출력 주기와 기준 주기가 일치하는지를 판단(S400)한다. 출력 주기가 기준 주기와 일치하는 경우 기 설정된 공정 스케줄에 따라 공정을 지속(S510)한다. 이후, 기 설정된 공정 스케줄에 따라 공정이 종료된다.
출력 주기가 기준 주기와 상이한 경우 셔터부(410)를 차단(S520)하여 피조사물에 조사되는 광의 경로를 차단한다. 상세하게는, 동작제어신호 출력부(630)로부터 오프(off) 신호를 출력하고, 인터로크부(640)가 이를 셔터부(410)에 전달하여 셔터부(410)를 차단한다. 물론, 본 발명의 변형 예에 따른 광 조사 장치에 적용되는 경우, 동작제어신호 출력부(630)로부터 오프(off) 신호를 출력하고, 인터로크부(640)의 제2 릴레이(R2)가 동작제어신호 출력부(630)로부터 출력되는 오프(off) 신호를 입력받고, 이에, 인터로크부(640)의 제1 릴레이(R1)가 셔터제어부(420)로부터 온(on) 신호 또는 오프(off) 신호를 입력받더라도, 인터로크부(640)의 제3 릴레이(R3)은 셔터부(410)로 오프(off) 신호를 출력함으로써, 셔터부(410)를 차단한다.
또한, 신호음생성부(650)가 동작제어신호 출력부(630)로부터 출력되는 오프(off) 신호를 입력받아 신호음을 생성(S530)한다. 또한, 광조사 모듈(300)의 발진제어부(320)가 동작제어신호 출력부(630)로부터 출력되는 오프(off) 신호를 입력받아 외부제어방식에서 내부제어방식으로 그 작동방식이 전환(S540)된다. 이후, 조업이 종료된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 기 설정된 공정 스케줄에 따라 공정을 제어하는 공정제어 모듈(500)의 하트비트를 실시간으로 모니터링하여, 공정제어 모듈(500)의 이상 발생 시 예컨대 공정제어 모듈(500)의 하드웨어 또는 소프트웨어적인 오류로 인해 정상 작동이 수행되지 못하는 경우에 셔터부(410)를 제어하여 광 조사 경로를 차단하고, 광조사 모듈(300)이 비정상 종료되지 않도록 발진부(310)를 작동시키는 발진제어부(320)의 작동방식을 전환시켜 광조사 모듈(300)의 비정상 종료를 방지할 수 있다. 따라서, 종래에 공정제어 모듈(500)의 이상 발생에 의해 발생하는 조업사고 예컨대 광의 장시간 조사로 인한 기판의 손상 및 발진부(310)의 비정상 종료로 인한 내부 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 상기 실시 예는 레이저광을 조사하여 피조사물을 어닐링 처리하는 장치의 경우가 예시되었으나, 이외의 다양한 광 조사 장치 및 방법에도 적용될 수 있다. 한편, 본 발명이 해당되는 기술분야에서의 업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
300: 광조사 모듈
400: 셔터 모듈
520: 상태 출력부 600: 동작제어 모듈
610: 모니터링부 640: 인터로크부
520: 상태 출력부 600: 동작제어 모듈
610: 모니터링부 640: 인터로크부
Claims (14)
- 광을 조사하여 피조사물을 처리하는 방법으로서,
공정제어 모듈의 상태를 모니터링하는 과정;
모니터링되는 상태값과 기 설정된 기준값을 대비하는 과정; 및
상기 기준값과 상기 상태값이 상이한 경우 피조사물에 조사되는 광의 경로를 차단하는 과정;을 포함하는 광 조사 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 상태값과 기준값을 대비하는 과정 이후에,
상기 기준값과 상기 상태값이 상이한 경우 신호음을 생성하는 과정;을 수행하는 광 조사 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 상태값과 기준값을 대비하는 과정 이후에,
상기 기준값과 상기 상태값이 상이한 경우 상기 광조사 모듈의 작동방식을 외부제어방식에서 내부제어방식으로 전환시키는 과정;을 수행하는 광 조사 방법.
- 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상태값은 상기 공정제어 모듈로부터 출력되는 하트비트(heart beat)의 출력 주기를 포함하고,
상기 기준값은 기준 주기를 포함하는 광 조사 방법.
- 광을 조사하여 피조사물을 처리하는 장치로서,
피조사물에 광을 조사하는 광조사 모듈;
상기 광조사 모듈로부터 조사되는 광의 경로 상에 배치되는 셔터 모듈;
상기 셔터 모듈의 작동을 제어하는 공정제어 모듈; 및
상기 공정제어 모듈의 상태를 모니터링하고, 모니터링되는 상태값과 기 설정된 기준값을 대비하며, 대비 결과에 따라 피조사물에 조사되는 광의 경로를 차단하도록 상기 셔터 모듈의 작동을 제어하는 동작제어 모듈;을 포함하는 광 조사 장치.
- 청구항 5에 있어서,
상기 상태값은 상기 공정제어 모듈로부터 출력되는 하트비트의 출력 주기를 포함하고,
상기 기준값은 기준 주기를 포함하는 광 조사 장치.
- 청구항 6에 있어서,
상기 광조사 모듈은,
펄스 신호를 입력받아 광을 발진하는 발진부;
상기 발진부에 연결되고, 상기 발진부로 펄스 신호를 출력하는 발진제어부;를 포함하고,
상기 발진제어부의 작동방식은 상기 공정제어 모듈로부터 출력되는 펄스 신호를 입력받아 상기 발진부로 출력하는 외부제어방식 및 펄스 신호를 생성하여 상기 발진부로 출력하는 내부제어방식을 포함하며, 상기 동작제어 모듈의 제어에 의해 전환 가능한 광 조사 장치.
- 청구항 6에 있어서,
상기 셔터 모듈은,
상기 광의 경로 상에 배치되며, 온(on) 신호를 입력받아 상기 광의 경로를 개방하고, 오프(off) 신호를 입력받아 상기 광의 경로를 차단하는 셔터부;
상기 공정제어 모듈에 연결되고, 상기 공정제어 모듈로부터 출력되는 제어 신호를 입력받아 상기 셔터부의 작동을 제어하도록 온(on) 신호 또는 오프(off) 신호를 출력하는 셔터제어부;를 포함하는 광 조사 장치.
- 청구항 6에 있어서,
상기 공정제어 모듈은,
기 설정된 공정 스케줄에 따라 상기 광조사 모듈 및 상기 셔터 모듈 중 적어도 어느 하나의 작동을 제어하도록 신호를 출력하는 공정제어부;
상기 공정제어부가 작동되는 동안 주기적으로 하트비트를 출력하는 상태 출력부;를 포함하는 광 조사 장치.
- 청구항 8에 있어서,
상기 동작제어 모듈은,
상기 공정제어 모듈에 연결되고, 상기 공정제어 모듈로부터 출력되는 하트비트를 모니터링하는 모니터링부;
상기 모니터링부에 연결되고, 모니터링되는 상기 하트비트의 출력 주기와 기 설정된 상기 기준 주기를 대비하여 서로 일치하는 경우 상기 공정제어 모듈의 작동상태를 정상으로 판단하고, 상이한 경우 상기 작동상태를 이상으로 판단하는 판단부;
상기 판단부에 연결되고, 상기 작동상태가 정상으로 판단되는 경우 온(on) 신호를 출력하고, 상기 작동상태가 이상으로 판단되는 경우 오프(off) 신호를 출력하는 동작제어신호 출력부; 및
상기 동작제어신호 출력부 및 상기 셔터 모듈에 연결되며, 상기 동작제어신호 출력부로부터 온(on) 신호를 입력받는 경우 기 설정된 공정 스케줄에 따라 상기 셔터 모듈이 작동되도록 제어하고, 상기 동작제어신호 출력부로부터 오프(off) 신호를 입력받는 경우 상기 광의 경로를 차단하도록 상기 셔터 모듈을 제어하는 인터로크(interlock)부;를 포함하는 광 조사 장치.
- 청구항 10에 있어서,
상기 인터로크부는 상기 동작제어신호 출력부 및 상기 셔터부에 연결되고, 상기 동작제어신호 출력부로부터 오프(off) 신호를 입력받는 경우 상기 셔터부로 오프(off) 신호를 출력하여 상기 셔터부를 차단하는 광 조사 장치.
- 청구항 10에 있어서,
상기 인터로크부는,
상기 셔터제어부에 연결되고, 상기 셔터제어부로부터 온(on) 신호 또는 오프(off) 신호를 입력받아 개방 및 차단이 제어되는 제1 릴레이;
상기 동작제어신호 출력부에 연결되고, 상기 동작제어신호 출력부로부터 온(on) 신호 또는 오프(off) 신호를 입력받아 개방 및 차단이 제어되는 제2 릴레이; 및
상기 제1 릴레이 및 상기 제2 릴레이에 연결되며, 상기 제1 릴레이 및 상기 제2 릴레이 중 적어도 하나 이상 차단되는 경우 차단되어 상기 셔터부를 차단하고, 그 외의 경우 개방되어 상기 셔터부를 개방하는 제3 릴레이;를 포함하는 광 조사 장치.
- 청구항 10에 있어서,
상기 동작제어 모듈은,
상기 동작제어신호 출력부에 연결되고, 상기 동작제어신호 출력부로부터 오프(off) 신호가 출력되는 경우 신호음을 생성하는 신호음생성부;를 더 포함하는 광 조사 장치.
- 청구항 7에 있어서,
상기 발진제어부가 외부제어방식으로 작동되는 도중 상기 동작제어 모듈의 동작제어신호 출력부로부터 오프(off) 신호가 출력되는 경우 상기 발진제어부의 작동방식이 내부제어방식으로 전환되는 광 조사 장치.
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