KR20200052032A - Laser system for baking an object using laser beam and processing method using the same - Google Patents

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KR20200052032A
KR20200052032A KR1020180135107A KR20180135107A KR20200052032A KR 20200052032 A KR20200052032 A KR 20200052032A KR 1020180135107 A KR1020180135107 A KR 1020180135107A KR 20180135107 A KR20180135107 A KR 20180135107A KR 20200052032 A KR20200052032 A KR 20200052032A
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Abstract

The present invention provides a laser forming system with a characteristic profile feedback of a laser beam, which comprises: a laser controller (100) for outputting a laser beam; a four-axes stage (200) in which an object (10) to be processed, which is irradiated with the laser beam output from the laser controller (100), is placed and moved on x, y, z, and θ axes; a beam monitor unit (300) provided between the laser controller (100) and the four-axes stage (200) to measure the characteristics of the beam scanned from the laser controller (100) to the object (10) to be processed; a stage control device (400) for controlling the driving of the four-axes stage (200); and a control unit (500) for controlling the driving of the laser controller (100).

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}Laser system for baking an object to be processed using a laser beam and a processing method using the same {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. The present invention relates to a laser system for baking an object to be processed using a laser beam and a processing method using the same, and more specifically, to monitor various characteristics of the laser beam in real time during the process, and to feedback the laser It relates to a laser system having a characteristic profile feedback of a laser beam capable of stopping the process in the event of a beam abnormality and a processing method using the same.

최근 반도체, 디스플레이 등의 미세공정에 있어서 기판 표면의 개질이나 비아(via)홀 머시닝, 혹은 특정 패턴의 형성에 레이저 장치가 많이 사용되고 있다. 2. Description of the Related Art Recently, laser devices have been widely used for modification of a substrate surface, via hole machining, or formation of a specific pattern in micro processes such as semiconductors and displays.

이를 위해 레이저빔을 특수한 형태로 가공하는 기술이 다수 개발되었으며 여전히 새로운 레이저 활용 공정을 위해 특수한 형태로 가공하는 기술이 요구되고 있다. To this end, a number of techniques for processing a laser beam into a special shape have been developed, and a technique for processing into a special shape for a new laser application process is still required.

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. Accordingly, a technique for forming a spatial shape of the laser into lines, faces, etc., that is, a technique of maintaining the spatial intensity of the beam in a specific shape or minimizing the transition width of the edge portion has been developed.

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. However, this precisely shaped laser beam may be deformed due to environmental factors or the like, unlike an initial recipe setting before being scanned onto an imaging surface, that is, a target.

따라서 레이저 빔의 이상에 따라 가공 물품에 연속적으로 이상이 발생되는 문제가 발생한다.Therefore, there is a problem that an abnormality is continuously generated in the processed article according to the abnormality of the laser beam.

이에 공정 중 실시간으로도 레이저 빔의 다양한 특성을 모니터링 하여 레이저빔 이상 시에 공정을 정지시킬 수 있는 시스템과 모니터링 방법이 필요하다. Accordingly, there is a need for a system and a monitoring method capable of stopping the process in the event of an abnormal laser beam by monitoring various characteristics of the laser beam in real time during the process.

대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2013-0115887호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2013-0115887 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0967072호Republic of Korea Registered Patent Publication No. 10-0967072

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.The present invention is to solve the above-mentioned problems, and it monitors the characteristics of the laser beam in real time during the process, and feeds it back, and has a characteristic profile feedback of the laser beam that can stop the process when the laser beam is abnormal. It is intended to provide a processing laser system and a processing method using the same.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the object of the present invention is not limited to the above-mentioned object, another object not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

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.In order to achieve the above object, the present invention includes a laser controller 100 for outputting the shape and size of the laser beam according to the processing requirements, and the object 10 to which the laser beam output from the laser controller 100 is irradiated. It is disposed between the x, y, z, and θ axes and is provided between the four-axis stage 200 and the laser controller 100 and the four-axis stage 200 from the laser controller 100 to the object 10 to be processed. A beam monitor unit 300 for measuring the characteristics of the scanned beam, a stage control device 400 for controlling the driving of the four-axis stage 200, and a control unit 500 for controlling the driving of the laser controller 100 It characterized in that it comprises a).

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.In addition, the control unit 500 acquires characteristic information of the laser beam measured by the beam monitor unit 300 during processing, analyzes the acquired characteristic information, and references the analyzed characteristic information to a preset laser beam. Compared with the range, when the analyzed characteristic information is out of the error range compared to the reference range of the preset laser beam, it is characterized in that the irradiation of the laser beam is stopped or an action is taken according to the line environment.

이때, 상기 빔 특성정보는 상기 레이저 빔의 균일성(uniformity), 형상, 사이즈, 밝기 및 광량인 것을 특징으로 한다. At this time, the beam characteristic information is characterized in that the uniformity (uniformity), shape, size, brightness and amount of light of the laser beam.

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. Here, the beam size is a cross-sectional area of the beam in a direction perpendicular to the straight direction of the laser beam, the beam brightness and beam intensity are characteristics of the laser beam in each time period of interest, and the average of the beam brightness and beam intensity is laser for a certain period of time. After irradiating the beam, the average value can be obtained. In addition, the uniformity of the beam can be confirmed by the distribution of the difference value with respect to the average value of the beam irradiated for a certain period of time, and the smaller the difference value, the better the uniformity.

또한 이들 특성값의 범위는 가공상태에 따라 결정될 수 있다. In addition, the range of these characteristic values can be determined according to the processing state.

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. On the other hand, the beam monitor unit 300 is a beam measuring unit 310 for measuring the characteristics of the laser beam output from the laser controller 100, and a camera that acquires the image of the imaging surface of the object 10 in real time 320.

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. And the beam measuring unit 310 transmits and reflects the laser beam output from the laser controller 100, the first beam splitter 311 and the laser beam reflected from the first beam splitter 311. A second beam splitter 312 that transmits and reflects, a photo detector 313 that receives a laser beam transmitted from the second beam splitter 312 and measures the amount of light in the beam in real time; It comprises an image sensor (314) for receiving the laser beam reflected from the second beam splitter 312 to obtain an image of the beam and measure the shape and brightness of the beam.

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.Further, the start position signal and the end position signal generated by the stage control device 400 are synchronized with the motor control driving the four-axis stage 200, the laser controller 100, the image sensor 314 and the control unit (500).

여기서 레이저 컨트롤러는 상기 시작위치신호에 의해 레이저를 온(on)시키고 상기 종료위치신호에 의해 레이저를 오프(off) 시킨다.Here, the laser controller turns on the laser by the start position signal and turns off the laser by the end position signal.

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.At this time, the control unit 500 is provided with a data collection (DAQ) board 510 for acquiring beam light amount data measured by the photo detector with a starting position signal generated by the stage control device 400 as a starting point, The average and scatter of the beam intensity is measured through the beam intensity data stored in the DAQ board 510.

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. In addition, the control unit 500 is provided with a grabber (grabber) 520 for obtaining the beam image data photographed by the image sensor from the start position signal generated by the stage control device 400 as a viewpoint, a grabber (grabber) The beam shape and size are checked through the beam image stored in) 520, and the average and the distribution of beam brightness for the beam shape are measured.

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.Accordingly, the baking processing method using the laser system includes: a, initializing the system (S101), and b, loading the object 10 to the 4-axis stage 200 (S102). W, c, acquiring z-axis height data at multiple points of the object 10 (S103), and d, warming up to stabilization by operating the laser through the laser controller 100. Step (S104), e, the step of measuring the characteristics of the laser beam output during the warm-up (warm-up) (S105), f, the characteristic value of the laser beam measured in step e and the preset reference value Comparing step (S106), g, when comparing the characteristic value of the laser beam measured in step f and a preset reference value, if it is out of the error range, stopping irradiation of the laser beam and operating an alarm (S107) It is made including.

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.In addition, when the normal state is compared by comparing a characteristic value of the laser beam measured in step h and step f with a preset reference value, the shape and size of the laser output from the laser controller 100 are shaped according to processing requirements. The step (S108) of irradiating to a predetermined area or all areas of the object 10 to be processed, and the control unit 500 as a starting point signal generated by the stage control device 400 during the laser beam irradiation in steps i and h. Acquiring the beam light amount data measured by the photo detector 313, and obtaining the beam image data taken by the image sensor 314 (S109), j, after processing the predetermined area, the control unit 500 is The step (S110) of measuring the characteristics of the laser beam through the beam light amount data and the beam image data obtained in step i, and k, the characteristic value of the laser beam measured in step j and the predetermined reference value In step (S111), when the characteristic values of the laser beam measured after processing the predetermined area in steps l and k are out of an error range compared to a preset reference value, the irradiation of the laser beam is stopped and an alarm is activated. It comprises a step (S112).

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.In addition, when the characteristic values of the laser beam measured after processing in step m and j are in a normal state compared to a preset reference value, determining whether processing is completed on the entire area of the imaging surface of the object 10 (S113) ) If it is further included, but the processing is not completed on the entire area of the imaging surface of the object 10 in step m, overlapping the processing area of the object 10 to the next line to repeatedly execute steps h to k. do.

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.In addition, in step e, the characteristics of the laser beam include beam shape, beam size, beam brightness, average beam brightness for beam shape, dispersion of beam brightness for beam shape, beam light amount, average light beam amount, and distribution of beam light amount. Measure.

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. In addition, in step j, the beam shape, the beam size, the beam brightness, the average of the beam brightness for the beam shape, the dispersion of the beam brightness for the beam shape, the beam light amount, the average of the beam light amount, and the dispersion of the beam light amount are measured.

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.In addition, the average of the beam intensity is measured by excluding the region of the rising time reaching the preset output value of the laser beam and the falling time reaching the output value 0 from the preset output value. It is characterized by.

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.Since baking scans while scanning the beam, the characteristics of the laser beam can be checked at regular intervals while scanning one line, so that you can see the scatter at regular intervals over the entire line and measure the average value for this. Can be.

이때 상기에서 레이저빔의 특성을 측정하는 간격은 일정시간간격으로 트리거신호를 발생시키거나, 스테이지의 이동위치에 따라 발생하는 신호를 적용하여 레이저빔의 특성을 측정할 수 있다.At this time, the interval for measuring the characteristics of the laser beam may generate a trigger signal at regular time intervals or apply a signal generated according to the moving position of the stage to measure the characteristics of the laser beam.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부 도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.Features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.

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.Prior to this, the terms or words used in the specification and claims should not be interpreted in a conventional and lexical sense, and the inventor can properly define the concept of terms in order to best describe his or her invention. Based on the principle of being present, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

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.As described above, according to the present invention, the laser beam is monitored in real time even during processing using a laser beam to stop the process in the event of an abnormality of the laser beam, thereby preventing a problem that continuously occurs in the object to be processed in advance. It works.

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. In addition, the laser beam monitoring method according to the present invention has an effect capable of monitoring various characteristics of the beam, such as shape, size, brightness, amount of light, etc. of the beam during the process without affecting the irradiation of the laser beam.

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.
1 is a view schematically showing the configuration of a laser system according to an embodiment of the present invention,
2 is a process flow diagram schematically showing a baking process according to a preferred embodiment of the present invention,
Figure 3 is a process flow diagram schematically showing a baking (baking) process according to another embodiment of the present invention,
4 is a view schematically showing a processing path for an imaging surface according to a preferred embodiment of the present invention;
5 is a view schematically showing a change in the output value of the laser according to an embodiment of the present invention,
6 is a view schematically showing an interface according to a preferred embodiment of the present invention.

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.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience.

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.In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to a user's or operator's intention or practice. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification.

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.In addition, the following embodiments are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative of the components presented in the claims of the present invention, and are included in the technical idea throughout the specification of the present invention and constitute the claims. Embodiments that include a substitutable component as an equivalent in the elements can be included in the scope of the present invention.

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.1 is a schematic view showing the configuration of a laser system according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a process flowchart schematically showing a baking process according to an exemplary embodiment of the present invention. 3 is a process flow diagram schematically showing a baking process according to another embodiment of the present invention, FIG. 4 is a schematic view showing a processing path for an imaging surface according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 5 is A diagram schematically showing a change in the output value of the laser according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram schematically showing an interface according to an exemplary embodiment of the present invention.

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.As shown in FIG. 1 or less, a laser shaping system having a characteristic profile feedback of a laser beam according to the present invention includes a laser controller 100, a four-axis stage 200, a beam monitor unit 300, and a stage control device 400 And a control unit 500 is provided.

상기 레이저 컨트롤러(100)는 레이저빔을 출력시키며, 상기 레이저 컨트롤러(100)에서 출력되는 레이저빔은 레이저빔 성형광확모듈에 의해 빔 단면의 형태와 사이즈를 조정할 수 있다.The laser controller 100 outputs a laser beam, and the laser beam output from the laser controller 100 can adjust the shape and size of the beam cross section by a laser beam shaping optical module.

또한, 상기 4축 스테이지(200)는 x, y, z, θ 축으로 이동되며, 상기 레이저 컨트롤러(100)로부터 출력되는 레이저빔이 조사되는 가공대상물(10)이 놓인다.In addition, the four-axis stage 200 is moved in the x, y, z, θ axis, and the object 10 to which the laser beam output from the laser controller 100 is irradiated is placed.

또한, 상기 스테이지 제어장치(400)는 상기 4축 스테이지(200)의 구동을 제어한다. In addition, the stage control device 400 controls the driving of the four-axis stage 200.

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. In addition, the beam monitor unit 300 is provided between the laser controller 100 and the four-axis stage 200 to measure the characteristics of the beam scanned from the laser controller 100 to the object 10 to be processed.

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.In addition, the control unit 500 controls the driving of the laser controller 100, and during processing, acquires characteristic information (characteristic values) of the laser beam measured by the beam monitor unit 300, and acquires the characteristics The information is analyzed, and the analyzed characteristic information is compared with a reference range of a preset laser beam.

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.In addition, the controller 500 monitors the laser beam in real time by stopping the irradiation of the laser beam or instructing a measure according to the line environment when the analyzed characteristic information is out of an error range compared to a reference range of a preset laser beam. By stopping the process in the event of an abnormality of the laser beam, it is possible to prevent a problem in which an abnormality continuously occurs in the object 10 to be processed in advance.

즉, 상기 제어부(500)에 의해 레이저 빔 특성인 레이저 빔의 균일성(uniformity), 형상, 사이즈, 밝기 및 광량을 측정할 수 있다. That is, the control unit 500 may measure uniformity, shape, size, brightness, and amount of light of a laser beam, which is a laser beam characteristic.

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.Meanwhile, the beam monitor unit 300 includes a beam measuring unit 310 that measures characteristics of a laser beam output from the laser controller 100, and a camera 320 that acquires an image of an imaging surface of the object to be processed 10 ).

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.At this time, the camera 320 is mainly used to inspect the alignment mark for alignment work, or to acquire and review an image of a required area, and the beam measurement unit 310 is used to measure the characteristics of the beam in real time. do.

또한, 상기 빔 측정부(310)는 제1빔스플릿터(311), 제2빔스플릿터(312), 포토 디텍터(photo detector)(313), 이미지 센서(image sensor)(314)를 포함하여 이루어진다.In addition, the beam measuring unit 310 includes a first beam splitter 311, a second beam splitter 312, a photo detector (photo detector) 313, an image sensor (image sensor) 314, Is done.

상기 제1빔스플릿터(311)는 상기 레이저 컨트롤러(100)로부터 출력되는 레이저빔을 투과 및 반사시킨다.The first beam splitter 311 transmits and reflects the laser beam output from the laser controller 100.

그리고 상기 제2빔스플릿터(312) 상기 제1빔스플릿터(311)로부터 반사된 레이저빔을 투과 및 반사시킨다.And the second beam splitter 312 transmits and reflects the laser beam reflected from the first beam splitter 311.

이때, 상기 제1빔스플릿터(311)에 의해 투과된 레이저빔은 상기 가공대상물(10)의 촬상면에 조사된다. At this time, the laser beam transmitted by the first beam splitter 311 is irradiated to the imaging surface of the object 10 to be processed.

또한, 상기 포토 디텍터(photo detector)(313)는 상기 제2빔스플릿터(312)로부터 투과된 레이저빔을 전달받아 빔의 광량을 실시간으로 측정한다.Further, the photo detector 313 receives the laser beam transmitted from the second beam splitter 312 and measures the amount of light in the beam in real time.

또한, 상기 이미지 센서(image sensor)(314)는 상기 제2빔스플릿터(312)로부터 반사된 레이저빔을 전달받아 빔의 이미지를 획득하여 빔의 형상과 밝기를 측정한다. In addition, the image sensor 314 receives the laser beam reflected from the second beam splitter 312 to acquire an image of the beam to measure the shape and brightness of the beam.

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.In addition, the start position signal generated by the stage control device 400 is synchronized with the motor control driving the four-axis stage 200 to the laser controller 100, the image sensor 314 and the control unit 500 Is entered.

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.In addition, the control unit 500 is provided with a data collection (DAQ) board 510 for acquiring beam light amount data measured by the photo detector by a trigger signal generated by the stage control device 400.

따라서 상기 제어부(500)는 상기 DAQ 보드(510)에 저장된 빔 광량 데이터를 통해 빔 광량의 평균과 산포를 측정한다. Therefore, the control unit 500 measures the average and distribution of the beam intensity through the beam intensity data stored in the DAQ board 510.

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.In addition, the controller 500 is provided with a grabber 520 that acquires the beam image data captured by the image sensor 314 from the start position signal generated by the stage control device 400 as a starting point.

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.Therefore, the control unit 500 checks the beam shape and size through the beam image stored in the grabber 520, and measures the average and distribution of beam brightness for the beam shape.

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. That is, the DAQ board 510 acquires the beam light quantity value (PD value) being measured in real time by using the start position signal as a starting point, and the image sensor 314 acquires an image of the beam to transmit and receive video data. It is transmitted to the control unit 500 through.

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. Therefore, the control unit 500 obtains information on the characteristics of the beam measured by the photo detector 313 and the image sensor 314 to average and spread the beam light amount and average and spread the beam brightness, beam shape, size, and beam After measuring the average brightness and scattering of the center region of the shape, it may be analyzed whether the characteristic information of the beam is out of an error range by comparing with a preset reference range.

또한, 상기 제어부(500)는 상기 분석 결과에 따라 레이저빔 조사를 정지하거나 라인 환경에 따른 조치를 시스템에 명령할 수 있다. In addition, the control unit 500 may stop the laser beam irradiation according to the analysis result or instruct the system to take measures according to the line environment.

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. On the other hand, the laser baking process according to the present invention is a laser beam irradiated with respect to the entire surface area of the imaging surface of the object 10 to be modified, and a laser beam having any shape is continuously applied to the entire area of the imaging surface of the object 10 Is investigated.

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.That is, as shown in FIG. 4, the laser controller 100 or the 4-axis stage 200 is moved in the x-axis direction from the initial point to continuously irradiate the laser beam to a certain area (one line), and a constant area After the processing is completed, the laser controller 100 or the 4-axis stage 200 is moved in the y-axis direction to process the next area (2 lines), and then is moved while laser irradiation is performed in the -x-axis direction. As described above, the above process is repeated for the entire area of the imaging surface to complete processing.

다시 말해서, 상기 가공대상물(10)의 촬상면의 일정영역은 전면적에 대해 n라인{ n=(1,2, ... ,m)}으로 나누어져 가공된다.In other words, a certain area of the imaging surface of the object 10 is divided into n lines {n = (1,2, ..., m)} with respect to the entire area to be processed.

이때, 본 발명의 일예로써 레이저빔은 라인빔(line beam)을 사용하며, 경우에 따라서는 사각빔 또는 직사각형 빔도 사용할 수 있다.At this time, as an example of the present invention, the laser beam uses a line beam, and in some cases, a square beam or a rectangular beam may also be used.

이에 상기 레이저빔은 시작위치신호에 따라 on 되며, 종료위치신호에 따라 오프되고, 상기 각 라인에는 시작위치와 종료위치가 결정되어 각각의 위치에서 시작위치신호와 종료위치신호를 발생시킨다. Accordingly, the laser beam is turned on according to the start position signal, turned off according to the end position signal, and the start position and the end position are determined for each line to generate a start position signal and an end position signal at each position.

이때 레이저빔의 시작위치신호는 가공물보다 외각에서 발생되며 가공물의 영역에 레이저빔이 주사되기전에 레이저 파워가 목표 파워에 도달해야 한다.At this time, the start position signal of the laser beam is generated from the outside of the workpiece, and the laser power must reach the target power before the laser beam is scanned into the workpiece.

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.That is, when the laser power reaches a target value after a certain period of time after the laser is turned on from the outside of the workpiece by the start position signal, the laser beam enters the outside of the workpiece thereafter. Here, since the 4-axis stage is continuously scanned, the start position signal and the rising time of the laser power reach the target value are well checked and controlled so that normal baking is performed on the workpiece.

또한, 도 2를 참조하여 레이저빔의 특성 프로파일 피드백을 갖는 레이저 시스템을 이용한 베이킹(baking) 공정에 관하여 설명하도록 한다. In addition, a baking process using a laser system having a characteristic profile feedback of the laser beam will be described with reference to FIG. 2.

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.First, a step (S101) of initializing the system, and a step (S102) of loading the object to be processed 10 onto the 4-axis stage 200, c, z at multiple points of the object to be processed 10 And obtaining the axial height data (S103).

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.At this time, the step S103 is a process of obtaining z-axis data for adjusting the z-axis to be positioned within a preset depth, and acquiring the z-axis distance data for the surface of the object 10 to be processed using a displacement sensor. do.

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.The more points for acquiring the z-axis distance data, the more advantageous, but usually 9 points in the form of a checkerboard shape are suitable, and the average distance value is determined for each measured point, and the calculated average distance value is located at an intermediate position of the depth. The four-axis stage 200 is driven to be positioned.

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.At this time, the depth of focus is the depth of focus of the lens. When the laser reaches the surface of the object 10 through the lens, the range of z-axis where energy can be concentrated and irradiated is the intermediate position of the depth. It means the middle position of the axis range.

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.After this process, if the calculated average distance value is located at an intermediate position of the depth, the depth of the normal lens in this process is several tens of μm and the driving precision of the stage is hundreds of nm, so the entire area of the workpiece is baked through scanning. When processing is performed, processing can be performed without difficulty.

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.On the other hand, after completing the setting of the object to be processed (10), the laser is operated through the laser controller 100 to warm up to stabilization (S104), and output during the warm-up It includes the step of measuring the characteristics of the laser beam (S105), and comparing the characteristic value of the laser beam measured in step S105 with a preset reference value (S106).

이때, 상기 스테이지 제어장치(400)에 시작위치신호 및 종료위치신호의 on/off time정보를 입력하며, 스테이지 제어장치(400)에 기 설정되어 있는 트리거 프로그램을 실행한다.At this time, the on / off time information of the start position signal and the end position signal is input to the stage control device 400, and the preset trigger program is executed in the stage control device 400.

여기서 트리거 프로그램은 각 라인별로 스케닝을 수행할 때 필요한 시작위치신호와 종료위치신호가 설정되어 시작위치신호와 종료위치신호가 설정된다. Here, in the trigger program, a start position signal and an end position signal necessary for scanning for each line are set, and a start position signal and an end position signal are set.

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.Accordingly, the laser controller 100, the image sensor 314, and the data acquisition (DAQ) board 510 are in parallel with the start position signal and the end position signal generated by the stage control device 400 by a trigger program. Is entered simultaneously.

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. In addition, the trigger program generates a trigger signal for collecting light-related data during scanning, and checks the laser shape based on the image grabbed by the grabber 520 at the location of the trigger signal. The average and distribution of PD values of the photodetector 313 acquired from the collection (DAQ) board 510 are calculated.

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.That is, the beam shape, the beam size, the beam brightness, the average of the beam brightness with respect to the beam shape, the dispersion of the beam brightness with respect to the beam shape, the beam light amount, the average of the beam light amount, and the distribution of the beam light amount are measured.

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.At this time, the average of the beam amount and the dispersion of the beam amount are the values excluding the region of the rising time reaching the preset output value of the laser beam and the falling time reaching the output value 0 from the preset output value. Measure the mean and scatter.

또한, 상기 S106 단계에서 측정된 레이저빔의 특성값과 미리 설정된 기준값을 비교하여 오차 범위를 벗어나는 경우, 레이저빔의 조사를 정지하고 알람을 작동시키는 단계(S107)를 포함한다.In addition, when comparing the characteristic value of the laser beam measured in step S106 with a preset reference value, and outside the error range, the step of stopping the irradiation of the laser beam and operating an alarm (S107).

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.That is, when a user designates a reference value for the characteristic value of the laser beam, and compares the characteristic value of the laser beam measured in step S106 with a preset reference value, and deviates from an error range, an interlock is generated.

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.Accordingly, it is possible to improve process reliability by pre-measuring the characteristics of the laser beam output during the warm-up of the laser beam, and confirming the laser output state, the operating state of the system, and whether the sensor is combined.

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.On the other hand, when comparing the characteristic value of the laser beam measured in step S106 with a preset reference value, and in a normal state, the shape and size of the laser output from the laser controller 100 are formed according to processing requirements to form the object to be processed. Further comprising the step of irradiating (S108) to a predetermined area of (10).

또한, 상기 가공대상물(10)의 일정영역에 레이저빔을 조사하기 전에 베이킹 공정을 위한 Recipe setup 및 job 설정을 진행한다. In addition, before irradiating a laser beam to a certain area of the object 10, a recipe setup and a job setup for a baking process are performed.

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. That is, a trigger signal generated at a position for acquiring a laser position value and an end position signal corresponding to a start position signal and an end position corresponding to a start position for setting a process data such as a process area and a process sequence and for scanning a machining area Is set in the control device 400.

또한, 로딩(loading)되어 있는 가공대상물의 오토 포커스(auto focus)를 맞춘 후, 정렬(alignment) 마크를 기준으로 가공대상물의 정렬 데이터를 생성한다.In addition, after aligning the auto focus of the loaded object to be processed, alignment data of the object to be processed is generated based on an alignment mark.

그리고 정렬 데이터 보정값으로 가공대상물의 공정 기준 위치를 보정 후에 가공을 위한 시작 위치로 가공대상물을 이동시켜 공정 준비를 완료한다. Then, after the process reference position of the object to be processed is corrected with the alignment data correction value, the process object is completed by moving the object to a starting position for processing.

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.In addition, in step S108, the control unit 500 acquires beam light amount data measured by the photo detector 313 by a trigger signal generated by the stage control device 400 during laser beam irradiation, and the image sensor 314 ) Obtaining the image data of the beam (S109), and after processing the predetermined area, the controller 500 measures the characteristics of the laser beam through the beam amount data and the beam image data obtained in the step S109. It includes a step (S110), and comparing the characteristic value of the laser beam measured in the step S110 with a preset reference value (S111).

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.That is, after the preparation of the process is completed, a laser beam formed in a shape and size according to processing requirements is irradiated to a certain area of the object 10 to be processed, and the processing area on the recipe is based on the job of the recipe. 200) The process is performed while controlling the driving and the laser controller 100.

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.At this time, the beam position data is stored in the DAQ board 313 by a signal (for example, a trigger signal) for measuring a laser characteristic value as a starting point signal generated when the 4-axis stage 200 is driven, and a grabber The beam image data is stored in (grabber) 520.

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.In addition, after the processing of the predetermined area (1 line) is completed, waiting for the PD value to be completely filled in the buffer by the DAQ board 313 is performed before processing of the next processing area (2 lines).

또한, 상기 DAQ 보드(313)의 buffer를 복사 후 데이터 저장하며, 상기 DAQ 보드(313)의 buffer에 있는 데이터를 통해 평균과 산포를 계산한다.In addition, after copying the buffer of the DAQ board 313 and storing the data, the average and spread are calculated through the data in the buffer of the DAQ board 313.

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.That is, in step S110, the beam shape, the beam size, the beam brightness, the average of the beam brightness for the beam shape, the dispersion of the beam brightness for the beam shape, the beam light amount, the average of the beam light amount, and the dispersion of the beam light amount are measured.

따라서 레이저빔의 조사에 영향을 미치지 않으면서 공정 중 빔의 형상, 사이즈, 밝기, 광량 등과 같이 빔의 다양한 특성을 모니터링 할 수 있다. Therefore, it is possible to monitor various characteristics of the beam, such as the shape, size, brightness, and amount of light, during the process without affecting the irradiation of the laser beam.

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. Accordingly, when the characteristic value of the laser beam measured after processing the predetermined area in step S111 is out of an error range compared to a preset reference value, the step of stopping irradiation of the laser beam and operating an alarm (S112).

즉, 측정된 레이저빔의 특성값이 미리 설정된 기준값과 비교하여 오차 범위를 벗어나는 경우 인터락을 발생시키고, 알람을 작동시키며, 시스템을 정지시킨다.That is, when the characteristic value of the measured laser beam is out of an error range compared to a preset reference value, an interlock is generated, an alarm is activated, and the system is stopped.

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.Therefore, even when the laser beam is processed, the laser beam is monitored in real time to stop the process in the event of an abnormality of the laser beam, thereby preventing a problem in which an abnormality continuously occurs in the object to be processed in advance.

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.In addition, when the characteristic value of the laser beam measured after processing the predetermined area in the step S111 is in a normal state compared to a preset reference value, determining whether processing is completed on the entire area of the imaging surface of the object 10 ( S113).

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.Then, in the step S113, when the processing is not completed on the entire area of the imaging surface of the object 10, the steps S108 to S111 are repeatedly performed by overlapping the processing area of the object 10 with the next line.

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.In addition, in the step S113, when processing is completed on the entire area of the imaging surface of the object 10, the step of unloading the object 10 (S114) is performed to complete the baking process. .

또한, 도 3을 참조하여 또 다른 일실시예에 따른 베이킹(baking) 공정에 관하여 설명하도록 하며, 상기에 기재된 중복되는 설명은 생략하도록 한다.In addition, a baking process according to another exemplary embodiment will be described with reference to FIG. 3, and overlapping descriptions described above will be omitted.

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.First, a step (S201) of initializing the system, a step (S202) of loading the object to be processed 10 onto the four-axis stage 200, and an alignment mark on the object to be processed 10 ), Obtaining z-axis height data (z-axis compensation data) at multiple points of the object 10 (S203) and aligning the object 10 (S204). It includes.

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.In addition, after completing the setting of the object to be processed (10), by operating the laser through the laser controller 100 to warm up to stabilization (S205), and during the warm-up (warm-up) And measuring the characteristics of the output laser beam (S206) and comparing the characteristic values of the laser beam measured in step S206 with a preset reference value (S207).

또한, 상기 S207 단계에서 측정된 레이저빔의 특성값과 미리 설정된 기준값을 비교하여 오차 범위를 벗어나는 경우, 레이저빔의 조사를 정지하고 알람을 작동시키는 단계(S208)를 포함한다.In addition, when comparing the characteristic value of the laser beam measured in step S207 with a preset reference value, and outside the error range, the step of stopping the irradiation of the laser beam and operating an alarm (S208).

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.On the other hand, when comparing the characteristic value of the laser beam measured in step S207 with a preset reference value, and in a normal state, the shape and size of the laser output from the laser controller 100 are formed according to processing requirements to form the object to be processed. Step (S209) of irradiating to a predetermined area of (10).

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.In addition, in step S209, the control unit 500 acquires beam light amount data measured by the photo detector 313 by a trigger signal generated by the stage control device 400 during laser beam irradiation, and the image sensor 314 ) Obtaining the beam image data taken in step (S210), and after processing the predetermined area, the control unit 500 measures the characteristics of the laser beam through the beam light amount data and the beam image data obtained in step S210. In step S211, a step S212 of comparing the characteristic value of the laser beam measured in step S211 with a preset reference value.

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. Accordingly, when the characteristic value of the laser beam measured after processing the predetermined area in step S212 is out of an error range compared to a preset reference value, the step of stopping the irradiation of the laser beam and operating an alarm (S213).

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.In addition, if the characteristic value of the laser beam measured after processing the predetermined area in step S212 is normal compared to a preset reference value, determining whether processing is completed on the entire area of the imaging surface of the object 10 ( S214).

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.Then, in the step S214, when the processing is not completed on the entire area of the imaging surface of the object 10, the machining area of the object 10 is overlapped with the next line to repeat steps S209 to S212.

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.In addition, in the step S214, when processing is completed on the entire area of the imaging surface of the object 10, checking the position state of the object 10 through the alignment mark of the object 10 (S215). It includes.

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.In addition, in step S215, when the position state of the object to be processed 10 is out of an error range compared to the precision of a preset 4-axis stage 200, a step of stopping the system and operating an alarm (S216). .

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.In addition, in step S215, when the position state of the object 10 is in a normal state compared to the precision of a preset 4-axis stage 200, the step of unloading the object 10 (S216) ) To complete the baking process.

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.The step S215 is a step of checking whether there is an abnormality in the stability and precision of the stage. If the position state of the object 10 is within an error within the precision of the stage, the laser beam is scanned at the abnormal position even in the previously performed laser process. Can be inferred.

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.Accordingly, it is possible to check the process abnormality in advance and to check the abnormal condition before proceeding to the next process, and to prevent or prevent problems that may occur in the future by checking or preventing problems with the drive-related devices such as stages and control devices in advance.

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.That is, it is possible to indirectly check whether the laser beam is irradiated to the correct position without error in the position of the object to be processed after the process, and to improve the process reliability because the stage driving and the position state of the object to be processed are also checked after the processing is completed.

또한, 공정 중에도 작업자의 설정 주기에 따라서 가공대상물의 얼라인 마크를 통해 가공대상물(10) 위치 상태를 확인할 수 있다.In addition, it is possible to check the position of the object to be processed 10 through the alignment mark of the object to be processed according to the operator's setting cycle.

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.Although the present invention has been described in detail through specific examples, the present invention is specifically for describing the present invention, and the present invention is not limited to this, and by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention. It is clear that modification and improvement are possible.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.All simple modifications or changes of the present invention belong to the scope of the present invention, and the specific protection scope of the present invention will be clarified by the appended claims.

100 : 레이저 컨트롤러 200 : 4축 스테이지
300 : 빔 모니터부 400 : 스테이지 제어장치
500 : 제어부
100: laser controller 200: 4-axis stage
300: beam monitor 400: stage control device
500: control unit

Claims (14)

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 레이저빔을 이용하여 가공대상물을 베이킹 가공 하는 레이저 시스템.
A laser controller 100 for outputting a laser beam,
A four-axis stage 200 in which the object 10 to be irradiated with the laser beam output from the laser controller 100 is placed and moved in the x, y, z, and θ axes;
A beam monitor unit 300 provided between the laser controller 100 and the four-axis stage 200 to measure the characteristics of the beam scanned from the laser controller 100 to the object 10,
A stage control device 400 for controlling the driving of the four-axis stage 200,
A laser system for baking an object to be processed using a laser beam, comprising a control unit (500) for controlling the driving of the laser controller (100).
제1항에 있어서,
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.
According to claim 1,
During processing, the control unit 500 acquires characteristic information of the laser beam measured by the beam monitor unit 300, analyzes the acquired characteristic information, and analyzes the analyzed characteristic information with a reference range of a preset laser beam. In comparison, when the analyzed characteristic information is out of an error range compared to a reference range of a preset laser beam, processing with a laser beam is characterized in that the irradiation of the laser beam is stopped or an action is taken according to the line environment. Laser system for baking the object.
제1항에 있어서,
상기 빔 특성은 상기 레이저 빔의 균일성(uniformity), 형상, 사이즈, 밝기 및 광량인 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용하여 가공대상물을 베이킹 가공 하는 레이저 시스템.
According to claim 1,
The beam characteristic is a laser system for baking a workpiece using a laser beam, characterized in that the uniformity, shape, size, brightness and amount of light of the laser beam.
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.
The method of claim 1, wherein the beam monitor unit 300,
A beam measuring unit 310 for measuring the characteristics of the laser beam output from the laser controller 100,
A laser system for baking an object to be processed using a laser beam, comprising a camera (320) for acquiring an image of the imaging surface of the object (10).
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.
According to claim 4, The beam measuring unit 310,
A first beam splitter 311 for transmitting and reflecting the laser beam output from the laser controller 100,
A second beam splitter 312 for transmitting and reflecting the laser beam reflected from the first beam splitter 311,
A photo detector 313 for receiving the laser beam transmitted from the second beam splitter 312 and measuring the amount of light in the beam in real time,
A laser beam comprising an image sensor (314) that receives the laser beam reflected from the second beam splitter (312) and acquires an image of the beam to measure the shape and brightness of the beam. Laser system for baking the object to be processed.
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.
The method of claim 5,
The start position signal and the trigger signal generated by the stage control device 400 are Baking the object to be processed using a laser beam characterized in that it is input to the laser controller 100, the image sensor 314 and the control unit 500 to be synchronized with the motor control driving the four-axis stage 200. Laser system.
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.
The method of claim 6, wherein the control unit 500,
A data collection (DAQ) board 510 for acquiring beam light amount data measured by the photo detector 313 using a start position signal generated by the stage control device 400 as a starting point is provided, and the DAQ board 510 ) A laser system for baking an object to be processed using a laser beam, characterized by measuring the average and scatter of the beam intensity through the beam intensity data stored in.
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.
The method of claim 7, wherein the control unit 500,
A grabber 520 for acquiring beam image data photographed by the image sensor 314 using a starting position signal generated by the stage control device 400 as a starting point is provided, and a grabber 520 A laser system for baking a workpiece using a laser beam, characterized in that the beam shape and size are inspected through the stored beam image, and the average and dispersion of beam brightness for the beam shape is measured.
제1항 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 이루어진 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 베이킹(baking) 가공 방법.
In the baking (baking) processing method using the laser system of any one of claims 1 to 8,
a, initializing the system (S101),
b, step (S102) of loading the object to be processed (10) on the four-axis stage (200),
c, obtaining z-axis height data at a plurality of points of the object to be processed (S103),
d, warming up to stabilization by starting the laser through the laser controller 100 (S104),
e, measuring the characteristics of the laser beam output during the warm-up (S105),
f, comparing the characteristic value of the laser beam measured in step e with a preset reference value (S106);
g, characterized in that it comprises a step (S107) of stopping the irradiation of the laser beam and activating an alarm when it is out of an error range by comparing the characteristic value of the laser beam measured in step f with a preset reference value. Baking processing method using a laser beam.
제9항에 있어서,
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 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 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 이루어진 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 베이킹(baking) 가공 방법.
The method of claim 9,
h, comparing the characteristic value of the laser beam measured in step f with a preset reference value, and in the normal state, shape and size of the laser output from the laser controller 100 according to processing requirements to form the object to be processed Step (S108) of irradiating to a certain area or all areas of (10),
i, the control unit 500 acquires the beam light amount data measured by the photo detector 313 by the start position signal generated by the stage control device 400 during the laser beam irradiation in step h, and the image sensor 314 Acquiring the captured beam image data (S109),
j, after processing the predetermined area, the control unit 500 measures the characteristics of the laser beam through beam light amount data and beam image data obtained in step i (S110),
k, comparing the characteristic value of the laser beam measured in step j with a preset reference value (S111),
l, including the step (S112) of stopping the irradiation of the laser beam and operating an alarm when the characteristic value of the laser beam measured after processing the predetermined area in step k is out of an error range compared to a preset reference value (S112). Baking processing method using a laser beam, characterized in that made.
제10항에 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.
The method of claim 10,
m, if the characteristic value of the laser beam measured after processing in step j is normal compared to a preset reference value, determining whether processing is complete for the entire area of the imaging surface of the object 10 (S113) Including,
In the step m, when processing is not completed on the entire area of the imaging surface of the object to be processed 10, it is characterized in that the steps h to k are repeatedly performed by overlapping the processing area of the object to be processed with the next line. Baking processing method using a laser beam.
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.
The method of claim 11,
n, in the step m, when processing is completed for the entire area of the imaging surface of the object 10, unloading the object 10 (S114). Baking processing method used.
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.
The method of claim 9,
In step e, the characteristics of the laser beam measure beam shape, beam size, beam brightness, average beam brightness with respect to beam shape, dispersion of beam brightness with respect to beam shape, beam light amount, average of beam light amount, and dispersion of beam light amount. Baking processing method using a laser beam, characterized in that.
제10항에 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.
The method of claim 10,
In step j, the beam shape, the beam size, the beam brightness, the average of the beam brightness with respect to the beam shape, the dispersion of the beam brightness with respect to the beam shape, the beam intensity, the average of the beam intensity, and the distribution of the beam intensity are measured. Baking processing method using a laser beam.
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