KR20200110053A

KR20200110053A - 멀티 빔 가공방법 및 멀티 빔 가공장치

Info

Publication number: KR20200110053A
Application number: KR1020190030120A
Authority: KR
Inventors: 김보람; 최지웅; 허준규; 박종갑
Original assignee: 에이피에스홀딩스 주식회사
Priority date: 2019-03-15
Filing date: 2019-03-15
Publication date: 2020-09-23
Also published as: KR102390023B1; WO2020189897A1

Abstract

본 발명은 멀티 빔 가공방법 및 멀티 빔 가공장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 멀티 빔 가공의 균질도를 향상시키는 멀티 빔 가공방법 및 멀티 빔 가공장치에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 멀티 빔 가공방법은 가공 대상물에 복수의 가공 지점을 설정하는 과정; 상기 가공 대상물을 가공하기 위한 레이저 빔을 발생시켜 출력하는 과정; 상기 레이저 빔을 상기 복수의 가공 지점의 개수보다 적은 복수의 단위 빔으로 분할하여 멀티 빔을 형성하는 과정; 상기 멀티 빔을 상기 복수의 가공 지점 중 일부 가공 지점에 대응되는 제1 조사위치에 조사하는 과정; 상기 멀티 빔의 조사 위치를 이동시키는 과정; 및 상기 제1 조사위치와 일부 중첩되는 제2 조사위치에 상기 멀티 빔을 조사하는 과정;을 포함할 수 있다.

Description

멀티 빔 가공방법 및 멀티 빔 가공장치{Multi-beam machining method and multi-beam machining apparatus}

본 발명은 멀티 빔 가공방법 및 멀티 빔 가공장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 멀티 빔 가공의 균질도를 향상시키는 멀티 빔 가공방법 및 멀티 빔 가공장치에 관한 것이다.

가공(또는 패터닝) 공정은 일반적으로 레이저 빔을 이용하여 가공 대상물을 가공하고 있으며, 공정 속도의 향상을 위해 멀티 빔을 이용한 패터닝(patterning) 기술의 적용이 증가되고 있다.

멀티 빔을 이용하여 가공 대상물을 가공하는 경우에 한 번의 조사(shot)에 의해 가공되는 경우는 거의 없으며, 여러 번 멀티 빔을 조사하여 가공이 이루어지고 있다. 예를 들어, 미세 금속 마스크(Fine Metal Mask; FMM)를 제조하는 경우에는 금속판 등의 가공 대상물의 동일한 가공 지점에 수백 번 단위 빔이 조사되어야 가공홀이 형성될 수 있다.

그리고 멀티 빔 이용 시에 복수의 가공 지점 간에 가공성의 편차가 발생할 수 있으며, 하나의 레이저 빔을 분할하여 멀티 빔을 형성하는 회절 광학계(diffractive optics), 렌즈(lens) 수차 등에 의해 발생되는 오차로 인해 멀티 빔이 불균질해지고, 복수의 가공 지점 간에 가공 편차가 발생할 수 있다.

이에, 멀티 빔 가공 시 멀티 빔의 균질도는 매우 중요하며, 미세 패턴의 경우에 특히 멀티 빔의 균질도가 더욱 요구되므로, 복수의 가공 지점 간에 가공성의 편차를 최소화할 수 있는 멀티 빔을 이용한 마이크로 패터닝(micro patterning) 기술의 필요성이 증대되고 있다.

한국공개특허공보 제10-2015-0111349호

본 발명은 멀티 빔 가공 시 복수의 가공 지점 간에 가공 편차를 줄일 수 있는 멀티 빔 가공방법 및 멀티 빔 가공장치를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따른 멀티 빔 가공방법은 가공 대상물에 복수의 가공 지점을 설정하는 과정; 상기 가공 대상물을 가공하기 위한 레이저 빔을 발생시켜 출력하는 과정; 상기 레이저 빔을 상기 복수의 가공 지점의 개수보다 적은 복수의 단위 빔으로 분할하여 멀티 빔을 형성하는 과정; 상기 멀티 빔을 상기 복수의 가공 지점 중 일부 가공 지점에 대응되는 제1 조사위치에 조사하는 과정; 상기 멀티 빔의 조사 위치를 이동시키는 과정; 및 상기 제1 조사위치와 일부 중첩되는 제2 조사위치에 상기 멀티 빔을 조사하는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 복수의 가공 지점을 설정하는 과정에서는 제1 거리의 동일 간격으로 배열되는 상기 복수의 가공 지점을 설정하고, 상기 멀티 빔을 형성하는 과정은 상기 제1 거리와 비례하는 제2 거리의 동일 간격으로 배열된 상기 복수의 단위 빔으로 상기 레이저 빔을 분할하여 수행될 수 있다.

상기 복수의 가공 지점과 상기 복수의 단위 빔은 제1 방향을 따라 나란히 배열되고, 상기 멀티 빔의 조사 위치를 이동시키는 과정에서는 상기 멀티 빔의 조사 위치를 상기 제1 방향으로 이동시킬 수 있다.

상기 멀티 빔의 에너지에 따라 단위 빔의 조사 횟수를 결정하는 과정;을 더 포함할 수 있다.

결정된 조사 횟수에 따라 상기 멀티 빔의 제1 방향 단위 빔의 개수를 결정하는 과정;을 더 포함하고, 상기 멀티 빔을 형성하는 과정은, 상기 복수의 가공 지점의 간격에 따라 상기 복수의 단위 빔의 간격을 결정하는 과정; 결정된 상기 복수의 단위 빔의 개수 및 간격에 따른 회절패턴이 형성된 패턴판을 제공하는 과정; 및 상기 레이저 빔을 상기 패턴판에 입사시키는 과정을 포함할 수 있다.

상기 결정된 조사 횟수와 상기 결정된 상기 제1 방향 단위 빔의 개수에 따라 상기 제1 조사위치와 상기 제2 조사위치의 중첩되는 단위 빔의 조사 지점의 개수를 결정하는 과정;을 더 포함하고, 상기 멀티 빔의 조사 위치를 이동시키는 과정에서는 결정된 상기 중첩되는 단위 빔의 조사 지점의 개수만큼 조사 지점이 상기 제1 조사위치와 중첩되는 상기 제2 조사위치로 상기 멀티 빔의 조사 위치를 이동시킬 수 있다.

각 가공 지점별 단위 빔의 조사 횟수를 검출하는 과정; 각 가공 지점별로 검출된 조사 횟수가 상기 결정된 조사 횟수에 도달되었는지를 판단하여 보상 여부를 결정하는 과정; 및 보상이 결정된 가공 지점에 상기 단위 빔을 추가적으로 조사하는 과정;을 더 포함할 수 있다.

상기 단위 빔을 추가적으로 조사하는 과정은, 보상이 미결정된 가공 지점에 대응되는 단위 빔의 경로를 차단하는 과정; 및 경로가 개방된 단위 빔을 상기 보상이 결정된 가공 지점에 조사하는 과정을 포함할 수 있다.

상기 단위 빔을 추가적으로 조사하는 과정은 상기 복수의 가공 지점 각각의 조사 횟수가 모두 상기 결정된 조사 횟수에 도달할 때까지 단계적으로 수행될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 빔 가공장치는 미리 설정된 복수의 가공 지점에 가공이 이루어지는 가공 대상물을 지지하는 가공물 지지대; 상기 가공을 위한 레이저 빔을 발생시켜 출력하는 레이저빔 발진부; 출력된 레이저 빔을 상기 복수의 가공 지점의 개수보다 적은 복수의 단위 빔으로 분할하여 멀티 빔을 형성하는 멀티빔 형성부; 상기 멀티 빔을 상기 가공 대상물에 복수회 조사하는 멀티빔 조사부; 및 상기 멀티 빔이 조사된 제1 조사위치와 일부 중첩되는 제2 조사위치로 상기 멀티 빔의 조사 위치가 변경되도록 상기 가공물 지지대를 이동시키는 지지대 구동부;를 포함할 수 있다.

각 가공 지점의 단위 빔의 조사 횟수를 설정하는 조사횟수 설정부; 및 설정된 상기 단위 빔의 조사 횟수에 따라 상기 복수의 단위 빔의 개수를 결정하는 단위빔 개수 결정부;를 더 포함할 수 있다.

상기 멀티빔 형성부는, 상기 복수의 단위 빔의 개수 및 간격에 따른 회절패턴이 형성되며, 상기 레이저 빔이 입사되는 패턴판; 및 결정된 상기 복수의 단위 빔의 개수 및 상기 복수의 단위 빔의 간격에 따라 회절패턴을 결정하여, 결정된 회절패턴이 형성된 패턴판으로 변경하는 패턴판 변경부를 포함할 수 있다.

상기 멀티빔 조사부는 상기 패턴판에서 분할된 상기 복수의 단위 빔의 조사 각도를 일정 각도로 조정하는 각도 보정 광학계를 포함할 수 있다.

상기 패턴판과 상기 가공 대상물 사이의 경로 상에 제공되어, 상기 복수의 단위 빔 중 일부의 경로를 차단하는 빔 커팅부;를 더 포함하고, 상기 빔 커팅부는, 중공부를 가지며, 상기 복수의 단위 빔의 경로를 제공하는 몸체부; 및 상기 몸체부의 측벽에 제공되며, 상기 중공부의 내측방향으로 길이가 조절되는 차단판을 포함할 수 있다.

상기 가공 대상물의 각 가공 지점별 단위 빔의 조사 횟수를 검출하는 조사횟수 검출부; 및 각 가공 지점별로 검출된 조사 횟수가 미리 결정된 조사 횟수에 도달되었는지를 판단하여 보상 여부를 결정하는 보상 결정부;를 더 포함하고, 상기 빔 커팅부는 보상이 미결정된 가공 지점에 대응되는 단위 빔의 경로를 차단할 수 있다.

상기 가공물 지지대의 위치 좌표와 이동 거리를 계측하는 위치 계측부;를 더 포함하고, 상기 복수의 가공 지점과 상기 복수의 단위 빔은 제1 방향을 따라 나란히 배열되며, 상기 지지대 구동부는 상기 위치 계측부의 계측에 따라 상기 제1 방향으로 상기 가공물 지지대를 이동시켜, 미리 결정된 개수의 단위 빔의 조사 지점이 상기 제1 조사위치와 중첩되는 상기 제2 조사위치로 상기 멀티 빔의 조사 위치를 변경시킬 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따른 멀티 빔 가공방법은 멀티 빔을 제1 조사위치에 조사한 후에 제1 조사위치와 일부 중첩되는 제2 조사위치에 멀티 빔을 조사하여 중첩되는 조사 지점에 서로 다른 위치의 단위 빔들이 중첩되도록 함으로써, 위치가 상이한 단위 빔들을 혼합시킬 수 있고, 이에 따라 복수의 단위 빔의 위치별 빔 강도(intensity) 차이로 인한 복수의 가공 지점 간의 가공 편차를 줄일 수 있다.

또한, 각 가공 지점의 가공을 완료할 단위 빔의 조사 횟수를 결정하여, 멀티 빔의 제1 방향 단위 빔의 개수를 결정하고, 결정된 조사 횟수와 결정된 제1 방향 단위 빔의 개수에 따라 제1 조사위치와 제2 조사위치의 중첩되는 단위 빔의 조사 지점의 개수를 결정함으로써, 복수의 가공 지점 각각에 상이한 빔 강도(또는 에너지)를 갖는 단위 빔들을 효과적으로 혼합시킬 수 있고, 복수의 가공 지점 간의 가공 편차를 최소화할 수 있다.

그리고 빔 커팅부로 멀티 빔 중 일부의 단위 빔을 차단하여 멀티 빔의 조사 위치의 이동만으로는 단위 빔들의 중첩이 이루어지지 않거나 단위 빔의 조사 횟수가 결정된 조사 횟수보다 적은 가공 지점에 추가적으로 단위 빔을 조사할 수 있으며, 단위 빔의 조사 횟수가 결정된 조사 횟수보다 부족하여 가공이 완료되지 않은 가공 지점에 단위 빔의 조사 횟수를 보상해 줄 수 있고, 이를 통해 모든 복수의 가공 지점에 단위 빔들이 중첩되어 가공이 완료될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 빔 가공방법을 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 조사위치와 제2 조사위치의 조사 지점의 중첩을 설명하기 위한 개념도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 단위 빔들의 중첩에 의한 효과를 설명하기 위한 개념도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 빔 커팅을 설명하기 위한 개념도.
도 5는 본 발멸의 일실시예에 따른 빔 커팅을 통한 보상을 설명하기 위한 개념도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 빔 가공장치를 나타낸 개략도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하고, 도면은 본 발명의 실시예를 정확히 설명하기 위하여 크기가 부분적으로 과장될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 빔 가공방법을 나타낸 순서도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 빔 가공방법은 가공 대상물(10)에 복수의 가공 지점(11)을 설정하는 과정(S100); 상기 가공 대상물(10)을 가공하기 위한 레이저 빔(12)을 발생시켜 출력하는 과정(S200); 상기 레이저 빔(12)을 상기 복수의 가공 지점(11)의 개수보다 적은 복수의 단위 빔(13a)으로 분할하여 멀티 빔(13)을 형성하는 과정(S300); 상기 멀티 빔(13)을 상기 복수의 가공 지점(11) 중 일부 가공 지점(11)에 대응되는 제1 조사위치(30a)에 조사하는 과정(S400); 상기 멀티 빔(13)의 조사 위치를 이동시키는 과정(S450); 및 상기 제1 조사위치(30a)와 일부 중첩되는 제2 조사위치(30b)에 상기 멀티 빔(13)을 조사하는 과정(S500);을 포함할 수 있다.

먼저, 가공 대상물(10)에 복수의 가공 지점(11)을 설정한다(S100). 가공 대상물(10)에서 가공을 원하는 지점에 복수의 가공 지점(11)을 설정할 수 있으며, 제1 패턴으로 복수의 가공 지점(11)을 설정할 수 있다. 여기서, 상기 제1 패턴은 제1 방향(또는 행(m) 방향)을 따라 배열되는 가공 지점(11)들의 어레이(또는 가공지점 어레이)일 수 있으며, m×n(m ≥ 1, n ＞ 2)의 매트릭스(matrix) 형태일 수 있다.

한편, 가공 대상물(10)은 일반적으로 유기 EL(Electro Luminescence)이나 유기 반도체 소자 등의 제조 시에 진공 증착 공정에서 사용되는 미세 금속 마스크(Fine Metal Mask; FMM)의 마스크 스틱(또는 금속판)일 수 있으나, 레이저 빔으로 가공할 수 있는 어떠한 가공 대상물이든 상관없다. 예를 들어, 반도체 소자의 패키징에 있어서, 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board; PCB)에 형성되는 비아홀(via hole)이나 반도체 기판 상의 특정 영역에 가공 패턴(pattern)을 형성하고자 하는 경우에는 인쇄 회로 기판(PCB) 또는 반도체 기판이 가공 대상물(10)일 수도 있다.

다음으로, 상기 가공 대상물(10)을 가공하기 위한 레이저 빔(12)을 발생시켜 출력한다(S200). 가공 대상물(10)을 가공하기 위해 레이저 빔(12)을 생성하여 가공 대상물(10)을 향해 발진할 수 있다. 여기서, 레이저 빔(12)은 펄스 레이저(pulse laser)일 수 있으며, 고에너지의 빔이 짧은 시간 동안에 주기적으로 조사될 수 있고, 열 축적이 억제 또는 방지될 수 있다.

그 다음 상기 레이저 빔(12)을 상기 복수의 가공 지점(11)의 개수보다 적은 복수의 단위 빔(13a)으로 분할하여 멀티 빔(13)을 형성한다(S300). 레이저 빔(12)을 복수의 단위 빔(13a)으로 분할하여 멀티 빔(13)을 형성할 수 있으며, 멀티 빔(13)을 가공 대상물(10)에 조사하여 복수의 단위 빔(13a)의 수와 같은(또는 둘 이상의) 가공 지점(11)을 동시에 가공할 수 있다. 이때, 멀티 빔(13)은 상기 제1 패턴의 일부와 대응되는(또는 부분집합인) 제2 패턴을 가질 수 있으며, 복수의 단위 빔(13a)의 개수는 복수의 가공 지점(11)의 개수보다 적을 수 있다. 여기서, 상기 제2 패턴은 제1 방향(또는 행 방향)을 따라 배열되는 단위 빔(13a)들의 어레이(또는 단위빔 어레이)일 수 있으며, x×y(x ≥ 1, y ≥ 2)의 매트릭스 형태일 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 조사위치와 제2 조사위치의 조사 지점의 중첩을 설명하기 위한 개념도로, 도 2(a)는 복수의 단위 빔 간의 강도 차이를 나타내며, 도 2(b)는 제1 조사위치와 제2 조사위치의 조사 지점의 중첩을 나타내고, 도 2(c)는 조사 지점의 중첩에 의한 누적 에너지의 균일도 향상을 나타낸다.

도 2를 참조하면, 레이저 빔(12)을 복수의 단위 빔(13a)으로 분할하여 멀티 빔(13)을 형성하게 되면, 복수의 단위 빔(13a) 간에 빔 강도(intensity) 또는 세기의 차이가 발생할 수 있다. 이는 하나의 레이저 빔(12)을 분할하여 멀티 빔(13)을 형성하는 과정에서 회절 광학계(diffractive optics), 렌즈(lens) 수차 등에 의해 발생될 수 있으며, 이러한 차이(또는 오차)로 인해 멀티 빔(13)이 단위 빔(13a)의 위치별로 불균질해질 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 단위 빔들의 중첩에 의한 효과를 설명하기 위한 개념도로, 도 3(a)는 단위 빔들의 미중첩을 나타내며, 도 3(b)는 멀티 빔의 1/2에 해당하는 단위 빔들의 중첩을 나타내고, 도 3(c)는 멀티 빔의 1/4에 해당하는 단위 빔들의 중첩을 나타내며, 도 3(d)는 멀티 빔의 1/8에 해당하는 단위 빔들의 중첩을 나타낸다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 멀티 빔(13)을 상기 복수의 가공 지점(11) 중 일부 가공 지점(11)에 대응되는 제1 조사위치(30a)에 조사한다(S400). 여기서, 제1 조사위치(30a)는 복수의 가공 지점(11)의 가공이 시작되는 위치일 수 있으며, 상기 제1 패턴의 일측 끝단(또는 모서리)일 수 있고, m×n의 매트릭스 형태인 경우에는 (1,1), (1,n), (m,1), (m,n) 좌표 중 어느 하나에 해당하는 가공 지점(11)을 포함하는 조사 위치일 수 있다.

그리고 상기 멀티 빔(13)의 조사 위치를 이동시킨다(S450). 상기 멀티 빔(13)의 조사 위치를 이동시킬 수 있으며, 가공 지점(11)에 상이한 위치의 단위 빔(13a)을 중첩시킬 수 있다. 이때, 상기 멀티 빔(13)의 조사 위치를 제1 조사위치(30a)에서 제1 조사위치(30a)와 일부 중첩되는 제2 조사위치(30b)로 이동시킬 수 있다.

그 다음 상기 제1 조사위치(30a)와 일부 중첩되는 제2 조사위치(30b)에 상기 멀티 빔(13)을 조사한다(S500). 제1 조사위치(30a)와 제2 조사위치(30b)는 일부 조사 지점(31)이(또는 일부 가공 지점이) 중첩될 수 있고, 중첩되는 조사 지점(31)에는 상이한 위치의 단위 빔(13a)이 혼합될 수 있다. 이에 따라 복수의 가공 지점(11) 간에 누적 에너지의 균일도가 향상될 수 있고, 복수의 가공 지점(11) 간의 가공 편차를 줄일 수 있다.

상기 복수의 가공 지점(11)을 설정하는 과정(S100)에서는 제1 거리의 동일 간격으로 배열되는 상기 복수의 가공 지점(11)을 설정할 수 있고, 상기 멀티 빔(13)을 형성하는 과정(S300)은 상기 제1 거리와 비례하는 제2 거리의 동일 간격으로 배열된 상기 복수의 단위 빔(13a)으로 상기 레이저 빔(12)을 분할하여 수행될 수 있다.

복수의 가공 지점(11)은 제1 거리의 동일 간격으로 배열될 수 있으며, 멀티 빔(13)의 조사 위치를 복수의 가공 지점(11) 각각의 위치에 맞게 이동시킬 수 있다. 복수의 가공 지점(11)이 동일 간격으로 배열되지 않으면, 제1 조사위치(30a)와 제2 조사위치(30b)가 일부 중첩되도록 멀티 빔(13)의 조사 위치를 이동시키는 경우에 복수의 단위 빔(13a)을 각 가공 지점(11)에 각각 위치시켜 조사할 수 없게 된다. 이에, 복수의 가공 지점(11)을 동일 간격으로 배열할 수 있으며, 멀티 빔(13)의 조사 위치의 이동만으로 제1 조사위치(30a)와 제2 조사위치(30b)가 일부 중첩될 때에 복수의 단위 빔(13a)이 각 가공 지점(11)에 대응되어 각각 위치될 수 있다. 이에 따라 복수의 단위 빔(13a) 각각을 각각의 가공 지점(11)들에만 조사할 수 있다.

레이저 빔(12)을 상기 제1 거리와 비례하는 제2 거리의 동일 간격으로 배열된 복수의 단위 빔(13a)으로 분할할 수 있으며, 상기 제2 거리는 상기 제1 거리에 따라 정해질 수 있다. 여기서, 상기 제2 거리는 상기 제1 거리와 비례할 수 있으며, 레이저 빔(12)을 복수의 가공 지점(11)의 크기와 간격보다 크거나 작은 크기와 간격을 갖는 복수의 단위 빔(13a)으로 분할하여 빔 경로 후단의 광학계(optics) 등을 통해 복수의 가공 지점(11)의 크기와 간격에 맞도록 변환시킬 수도 있고, 레이저 빔(12)을 복수의 가공 지점(11)의 크기 및 간격과 동일한 크기와 간격을 갖는 복수의 단위 빔(13a)으로 바로 분할하여 가공 대상물(10)의 가공 지점(11)들로 전달할 수도 있다. 복수의 단위 빔(13a)도 동일 간격으로 배열되어야 동일 간격으로 배열된 복수의 가공 지점(11) 각각의 위치에 맞게 복수의 단위 빔(13a)을 조사할 수 있고, 멀티 빔(13)의 조사 위치의 이동만으로 제1 조사위치(30a)와 제2 조사위치(30b)가 일부 중첩될 때에 복수의 단위 빔(13a)이 각 가공 지점(11)에 대응되어 각각 위치되도록 할 수 있다.

상기 복수의 가공 지점(11)과 상기 복수의 단위 빔(13a)은 제1 방향을 따라 나란히 배열될 수 있고, 상기 멀티 빔(13)의 조사 위치를 이동시키는 과정(S450)에서는 상기 멀티 빔(13)의 조사 위치를 상기 제1 방향으로 이동시킬 수 있다. 복수의 가공 지점(11)과 복수의 단위 빔(13a)을 상기 제1 방향을 따라 나란히 배열시키고, 멀티 빔(13)의 조사 위치를 상기 제1 방향으로 이동시키면서 일부의 조사 지점(31)을 중첩시킬 수 있다. 이때, 상기 멀티 빔(13)의 상기 제1 방향 단위 빔(13a)의 개수는 상기 복수의 가공 지점(11)의 상기 제1 방향 가공 지점(11)의 개수보다 적을 수 있다. 상기 멀티 빔(13)의 상기 제1 방향 단위 빔(13a)의 개수가 상기 복수의 가공 지점(11)의 상기 제1 방향 가공 지점(11)의 개수 이상이 되면, 멀티 빔(13)의 조사 위치를 상기 제1 방향으로 더 이상 이동시킬 수 없거나, 멀티 빔(13) 중 일부의 단위 빔(13a)이 가공 대상물(10)의 가공 지점(11)을 벗어나게 되고, 효율적인 가공 공정을 진행할 수 없게 된다.

상기 멀티 빔(13)의 조사 위치를 이동시키는 과정(S450)에서는 상기 멀티 빔(13)의 조사 위치를 상기 제1 방향으로 이동시킬 수 있으며, 상기 멀티 빔(13)의 조사 위치를 상기 제1 방향으로 상기 멀티 빔(13)의 제1 방향 폭(또는 상기 제2 패턴의 상기 제1 방향 폭)보다 작은 거리만큼 이동시킬 수 있다. 즉, 상기 멀티 빔(13)의 조사 위치를 상기 멀티 빔(13)의 제1 방향 단위 빔(13a)의 개수보다 적은 가공 지점(11)의 (상기 제1 방향) 개수에 대응되는 거리만큼 상기 제1 방향으로 이동시킬 수 있다. 상기 멀티 빔(13)의 조사 위치를 상기 멀티 빔(13)의 제1 방향 폭 이상의 거리만큼 상기 제1 방향으로 이동시키게 되면, 멀티 빔(13)의 조사 위치가 제1 조사위치(30a)를 벗어나 제1 조사위치(30a)와 중첩되지 않게 되고, 각 가공 지점(11)에서 위치가 상이한 단위 빔(13a)들을 혼합할 수 없게 된다.

이에, 본 발명의 멀티 빔 가공방법에서는 상기 멀티 빔(13)의 조사 위치를 상기 제1 방향으로 이동시키며, 상기 멀티 빔(13)의 제1 방향 단위 빔(13a)의 개수보다 적은 가공 지점(11)의 개수(또는 칸 수)만큼 이동시킬 수 있다. 이를 통해 위치가 상이한 단위 빔(13a)들이 각 가공 지점(11)에서 혼합되도록 할 수 있다.

본 발명에 따른 멀티 빔 가공방법은 상기 멀티 빔(13)의 에너지에 따라 단위 빔(13a)의 조사 횟수를 결정하는 과정(S50);을 더 포함할 수 있다.

상기 멀티 빔(13)의 에너지에 따라 단위 빔(13a)의 조사 횟수를 결정할 수 있다(S50). 여기서, 상기 멀티 빔(13)의 에너지에 따라 단위 빔(13a)의 조사 횟수를 결정하는 과정(S50)은 상기 멀티 빔(13)을 형성하는 과정(S300) 이전에 수행될 수 있고, 가공 대상물(10)의 재료, 두께, 가공 깊이 중 적어도 어느 하나와 멀티 빔(13)의 에너지(또는 세기)에 따라 단위 빔(13a)의 조사 횟수를 결정할 수 있다. 이때, 상기 멀티 빔(13)의 에너지 분포를 통해(또는 에너지 분포에 따라) 상기 단위 빔(13a)의 조사 횟수를 결정할 수 있으며, 상기 멀티 빔(13)의 에너지 분포 중 가장 높은 부분(예를 들어, 중앙부)을 기준으로 상기 단위 빔(13a)의 조사 횟수를 결정할 수 있다. 또한, 복수의 가공 지점(11)에 동일한 상기 단위 빔(13a)의 조사 횟수를 결정할 수도 있고, 상기 멀티 빔(13)의 에너지 분포에 따라 각 가공 지점(11)별로 각각 상기 단위 빔(13a)의 조사 횟수를 결정할 수도 있다. 여기서, 가공 대상물(10)의 재료, 두께, 가공 깊이 중 적어도 어느 하나에 따라 각 가공 지점(11)의 가공을 완료할(또는 가공이 완료될 수 있는) 단위 빔(13a)의 조사 횟수를 결정할 수 있으며, 가공이 완료될 수 있는 단위 빔(13a)의 조사 횟수를 실험적으로 확인하여 결정할 수 있다. 예를 들어, 미세 금속 마스크(FMM)의 가공홀을 형성하는 경우에는 상기 가공홀이 형성되는 단위 빔(13a)의 조사 횟수를 실험적으로 확인할 수 있고, 이렇게 확인된 단위 빔(13a)의 조사 횟수를 상기 가공을 완료할 단위 빔(13a)의 조사 횟수로 결정할 수 있다.

본 발명에 따른 멀티 빔 가공방법은 결정된 조사 횟수에 따라 상기 멀티 빔(13)의 제1 방향 단위 빔(13a)의 개수를 결정하는 과정(S60);을 더 포함할 수 있다.

그리고 결정된 조사 횟수에 따라 상기 멀티 빔(13)의 제1 방향 단위 빔(13a)의 개수를 결정할 수 있다(S60). 상기 복수의 가공 지점(11)의 상기 제1 방향 가공 지점(11)의 개수보다 적은 상기 멀티 빔(13)의 제1 방향 단위 빔(13a)의 개수를 결정할 수 있으며, 결정된 조사 횟수에 따라 상기 멀티 빔(13)의 제1 방향 단위 빔(13a)의 개수를 결정하여 멀티 빔(13)으로 복수의 가공 지점(11)을 상기 제1 방향으로(또는 상기 제1 방향 끝까지) 스캔하였을 때에 대부분(또는 중앙부)의 가공 지점(11)에 대한 가공이 완료되도록 할 수 있다.

이때, 상기 멀티 빔(13)의 제1 방향 단위 빔(13a)의 개수는 상기 결정된 조사 횟수의 약수 또는 상기 결정된 조사 횟수의 약수 간의 곱에서 선택할 수 있다. 여기서, 상기 결정된 조사 횟수에 따라 멀티 빔(13) 매트릭스의 열(column)의 개수(n) 및/또는 행(row)의 개수(m)를 결정할 수 있다.

상기 멀티 빔(13)을 형성하는 과정(S300)은, 상기 복수의 가공 지점(11)의 간격에 따라 상기 복수의 단위 빔(13a)의 간격을 결정하는 과정(S310); 결정된 상기 복수의 단위 빔(13a)의 개수 및 간격에 따른 회절패턴이 형성된 패턴판(131)을 제공하는 과정(S320); 및 상기 레이저 빔(12)을 상기 패턴판(131)에 입사시키는 과정(S330)을 포함할 수 있다.

복수의 가공 지점(11)의 간격에 따라 상기 복수의 단위 빔(13a)의 간격을 결정할 수 있다(S310). 상기 제1 방향 단위 빔(13a)의 개수가 결정되면, 복수의 가공 지점(11)의 간격(즉, 상기 제1 간격)에 따라 상기 복수의 단위 빔(13a)의 간격을 결정할 수 있으며, 상기 복수의 가공 지점(11)의 상기 제1 방향 간격에 맞게 상기 복수의 단위 빔(13a)의 상기 제1 방향 간격을 결정할 수 있다.

그리고 결정된 상기 복수의 단위 빔(13a)의 개수 및 간격에 따른 회절패턴이 형성된 패턴판(131)을 제공할 수 있다(S320). 여기서, 상기 복수의 단위 빔(13a)의 개수는 결정된 상기 제1 방향 단위 빔(13a)의 개수에 따라 결정될 수 있다. 하나의 레이저 빔(12)을 복수의 단위 빔(13a)으로 분할하기 위해 패턴판(131)에 회절패턴이 형성될 수 있으며, 상기 회절패턴은 복수의 단위 빔(13a)의 개수 및 간격에 따라 달라질 수 있다. 즉, 하나의 레이저 빔(12)을 상기 회절패턴에 따라 정해진 개수와 간격을 갖는 복수의 단위 빔(13a)으로 분할할 수 있다. 결정된 상기 복수의 단위 빔(13a)의 개수 및 간격에 따라 알맞은 회절패턴이 형성된 패턴판(131)으로 변경하면서 원하는(또는 결정된) 개수와 간격을 갖는 복수의 단위 빔(13a)으로 레이저 빔(12)을 분할할 수 있다. 여기서, 패턴판(131)은 회절광학소자(Diffractive Optical Element; DOE)를 포함할 수 있다.

그 다음 상기 레이저 빔(12)을 상기 패턴판(131)에 입사시킬 수 있다(S330). 레이저 빔(12)이 패턴판(131)에 입사되면, 상기 회절패턴에 따라 레이저 빔(12)이 정해진 개수와 간격을 갖는 복수의 단위 빔(13a)으로 분할될 수 있다.

본 발명에 따른 멀티 빔 가공방법은 상기 결정된 조사 횟수와 상기 결정된 상기 제1 방향 단위 빔(13a)의 개수에 따라 상기 제1 조사위치(30a)와 상기 제2 조사위치(30b)의 중첩되는 단위 빔(13a)의 조사 지점(31)의 개수를 결정하는 과정(S70);을 더 포함할 수 있고, 상기 멀티 빔(13)의 조사 위치를 이동시키는 과정(S450)에서는 결정된 상기 중첩되는 단위 빔(13a)의 조사 지점(31)의 개수만큼 조사 지점(31)이 상기 제1 조사위치(30a)와 중첩되는 상기 제2 조사위치(30b)로 이동시킬 수 있다.

그리고 상기 결정된 조사 횟수와 상기 결정된 상기 제1 방향 단위 빔(13a)의 개수에 따라 상기 제1 조사위치(30a)와 상기 제2 조사위치(30b)의 중첩되는 단위 빔(13a)의 조사 지점(31)의 개수를 결정할 수 있다(S70). 상기 결정된 조사 횟수와 상기 결정된 상기 제1 방향 단위 빔(13a)의 개수에 따라 제1 조사위치(30a)와 제2 조사위치(30b)의 중첩되는 단위 빔(13a)의 조사 지점(31)의 개수를 결정할 수 있으며, 이를 통해 복수의 가공 지점(11) 각각에 상이한 빔 강도(또는 에너지)를 갖는 단위 빔(13a)들을 효과적으로 혼합시킬 수 있고, 복수의 가공 지점(11) 간의 가공 편차를 최소화할 수 있다. 제1 조사위치(30a)와 제2 조사위치(30b)의 중첩되는 단위 빔(13a)의 조사 지점(31)의 개수가 결정되면, 상기 제1 방향으로의 멀티 빔(13)의 조사 위치의 이동 거리(또는 칸 수)가(또는 상기 멀티 빔이 상기 제1 방향으로 이동해야 하는 상기 가공 지점의 개수가) 산출될 수 있다.

예를 들어, 상기 결정된 조사 횟수가 합성수인 경우에, 상기 중첩되는 단위 빔(13a)의 조사 지점(31)의 개수를 결정하는 과정(S70)은, 상기 결정된 조사 횟수의 약수를 산출하는 과정(S71); 상기 결정된 상기 제1 방향 단위 빔(13a)의 개수를 산출된 조사 횟수의 약수로 나눈 정수값에서 상기 조사 위치의 이동 칸 수(또는 상기 제1 방향으로 이동해야 하는 상기 가공 지점의 개수)를 결정하는 과정(S72); 및 상기 결정된 상기 제1 방향 단위 빔(13a)의 개수와 결정된 상기 조사 위치의 이동 칸 수의 차로 상기 중첩되는 단위 빔(13a)의 조사 지점(31)의 개수를 산출하는 과정(S73)을 포함할 수 있다. 즉, 상기 결정된 조사 횟수가 합성수인 경우에는 상기 조사 위치의 이동 칸 수를 상기 결정된 상기 제1 방향 단위 빔(13a)의 개수를 산출된 조사 횟수의 약수로 나눈 정수값에서 선택할 수 있고, 선택된 상기 조사 위치의 이동 칸 수에 따라 상기 중첩되는 단위 빔(13a)의 조사 지점(31)의 개수가 결정될 수 있다.

또한, 상기 결정된 조사 횟수가 소수인 경우에, 상기 중첩되는 단위 빔(13a)의 조사 지점(31)의 개수를 결정하는 과정(S70)은, 상기 결정된 조사 횟수에 1을 더한 조정 횟수의 약수를 산출하는 과정(S75); 상기 결정된 상기 제1 방향 단위 빔(13a)의 개수를 산출된 조정 횟수의 약수로 나눈 정수값에서 상기 조사 위치의 이동 칸 수를 결정하는 과정(S76); 및 상기 결정된 상기 제1 방향 단위 빔(13a)의 개수와 결정된 상기 조사 위치의 이동 칸 수의 차로 상기 중첩되는 단위 빔(13a)의 조사 지점(31)의 개수를 산출하는 과정(S73)을 포함할 수 있다. 즉, 상기 결정된 조사 횟수가 소수인 경우에는 상기 조사 위치의 이동 칸 수를 상기 결정된 상기 제1 방향 단위 빔(13a)의 개수를 산출된 조정 횟수(즉, 상기 결정된 조사 횟수에 1을 더한 값)의 약수로 나눈 정수값에서 선택할 수 있고, 선택된 상기 조사 위치의 이동 칸 수에 따라 상기 중첩되는 단위 빔(13a)의 조사 지점(31)의 개수가 결정될 수 있다.

한편, 상기 결정된 조사 횟수가 소수인 경우에는 제1 조사위치(30a)와 제2 조사위치(30b)에서 멀티 빔(13)의 상기 제1 방향 단위 빔(13a)의 개수를 달리(또는 상이하게) 할 수도 있다. 예를 들어, 복수의 가공 지점(11)의 상기 제1 방향 개수가 7개(소수)인 경우, 제1 조사위치(30a)에서는 상기 제1 방향 단위 빔(13a)의 개수가 3개인 멀티 빔(13)을 조사할 수 있고, 제2 조사위치(30b)에서는 상기 제1 방향 단위 빔(13a)의 개수가 4개인 멀티 빔(13)을 조사할 수 있으며, 상기 멀티 빔(13)의 조사 위치를 이동시키는 과정(S450)에서는 상기 제1 방향으로 한 칸(즉, 어느 하나의 단위 빔이 조사 지점에서 상기 제1 방향의 인접한 가공 지점으로 옮켜질 수 있는 거리)씩 상기 멀티 빔(13)의 조사 위치를 이동시킬 수 있다.

그리고 상기 멀티 빔(13)의 조사 위치를 이동시키는 과정(S450)은 상기 결정된 상기 제1 방향 단위 빔(13a)의 개수를 상기 결정된 조사 횟수로 나눈 값과 산출된 상기 조사 위치의 이동 칸 수를 곱한 횟수만큼 상기 제1 조사위치(30a)에 조사하는 과정(S400)을 반복한 후에 수행될 수 있다.

상기 멀티 빔(13)의 조사 위치를 이동시키는 과정(S450)에서는 결정된 상기 중첩되는 단위 빔(13a)의 조사 지점(31)의 개수만큼(의) 조사 지점(31)이 상기 제1 조사위치(30a)와 중첩되는 상기 제2 조사위치(30b)로 상기 멀티 빔(13)의 조사 위치를 이동시킬 수 있다. 즉, 상기 멀티 빔(13)의 조사 위치를 결정된 상기 중첩되는 단위 빔(13a)의 조사 지점의 개수만큼 제1 조사위치(30a)와 중첩되는 제2 조사위치(30b)로 이동시킬 수 있으며, 상기 결정된 상기 조사 위치의 이동 칸 수만큼 상기 멀티 빔(13)의 조사 위치를 상기 제1 방향으로 이동시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 빔 커팅을 설명하기 위한 개념도이고, 도 5는 본 발멸의 일실시예에 따른 빔 커팅을 통한 보상을 설명하기 위한 개념도로, 도 5(a)는 단위 빔의 혼합 영역과 미혼합 영역을 나타내며, 도 5(b)는 미혼합 영역의 단위 빔 보상을 나타낸다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 멀티 빔 가공방법은 각 가공 지점(11)별 단위 빔(13a)의 조사 횟수를 검출하는 과정(S550); 각 가공 지점(11)별로 검출된 조사 횟수가 상기 결정된 조사 횟수에 도달되었는지를 판단하여 보상 여부를 결정하는 과정(S560); 및 보상이 결정된 가공 지점(11)에 상기 단위 빔(13a)을 추가적으로 조사하는 과정(S600);을 더 포함할 수 있다.

그리고 각 가공 지점(11)별 단위 빔(13a)의 조사 횟수를 검출할 수 있다(S550). 각 가공 지점(11)별 단위 빔(13a)의 조사 횟수를 검출할 수 있으며, 각 가공 지점(11)별로 가공이 완료되었는지를 확인(또는 파악)할 수 있다. 각 가공 지점(11)별 가공 완료 여부를 파악하여 제1 조사위치(30a)와 제2 조사위치(30b)가 일부 중첩되는 단위빔 중첩공정을 완료(또는 중단)할 수 있다. 이때, 제1 조사위치(30a)와 제2 조사위치(30b)가 일부 중첩시키면서 복수의 가공 지점(11) 전체를 스캔한 후에 단위빔 중첩공정을 완료할 수 있으며, 상기 단위빔 중첩공정으로 복수의 가공 지점(11) 전체를 스캔한 후에 복수의 가공 지점(11)의 가장자리부(또는 가장자리 영역)에 위치하는 가공 지점(11)들을 제외한 대부분의 가공 지점(11)에 가공이 완료되도록 할 수 있다.

그 다음 각 가공 지점(11)별로 검출된 조사 횟수가 상기 결정된 조사 횟수에 도달되었는지를 판단하여 보상 여부를 결정할 수 있다(S560). 각 가공 지점(11)별로 검출된 조사 횟수가 상기 결정된 조사 횟수에 도달되었는지를 판단하여 보상 여부를 결정할 수 있으며, 상기 검출된 조사 횟수가 상기 결정된 조사 횟수 미만인 가공 지점(11)에 보상을 결정할 수 있다. 즉, 상기 검출된 조사 횟수와 상기 결정된 조사 횟수의 비교를 통해 단위 빔(13a)을 보상해줄 가공 지점(11)을(또는 보상 영역을) 파악(또는 검출)할 수 있다.

그리고 보상이 결정된 가공 지점(11)에 상기 단위 빔(13a)을 추가적으로 조사할 수 있다(S600). 상기 보상이 결정된 가공 지점(11)은 상기 검출된 조사 횟수가 상기 결정된 조사 횟수 미만이어서, 가공이 완료되지 않았으므로, 상기 단위 빔(13a)을 추가적으로 조사하여 상기 보상이 결정된 가공 지점(11)의 가공을 완료할 수 있다. 이렇게 상기 검출된 조사 횟수가 상기 결정된 조사 횟수 미만인 가공 지점(11)에 단위 빔(13a)이 보상되어 모든 복수의 가공 지점(11)의 가공이 완료될 수 있다.

상기 단위 빔(13a)을 추가적으로 조사하는 과정(S600)은, 보상이 미결정된 가공 지점(11)에 대응되는 단위 빔(13a)의 경로를 차단하는 과정(S610); 및 경로가 개방된 단위 빔(13a)을 상기 보상이 결정된 가공 지점(11)에 조사하는 과정(S620)을 포함할 수 있다.

보상이 미결정된 가공 지점(11)에 대응되는 단위 빔(13a)의 경로를 차단할 수 있다(S610). 보상이 미결정된 가공 지점(11)에 대응되는 단위 빔(13a)의 경로는 차단하여 상기 보상이 결정된 가공 지점(11)에만 단위 빔(13a)을 추가적으로 조사할 수 있다.

그리고 경로가 개방된 단위 빔(13a)을 상기 보상이 결정된 가공 지점(11)에 조사할 수 있다(S620). 경로가 개방된 단위 빔(13a)을 상기 보상이 결정된 가공 지점(11)에 조사할 수 있으며, 상기 보상이 결정된 가공 지점(11)에(만) 단위 빔(13a)을 보상해줄 수 있고, 모든 복수의 가공 지점(11)에 동일한 조사 횟수의 단위 빔(13a)이 조사되도록 하여 복수의 가공 지점(11) 간의 가공 편차를 보다 감소시킬 수 있다.

상기 단위 빔(13a)을 추가적으로 조사하는 과정(S600)은 상기 복수의 가공 지점(11) 각각의 조사 횟수가 모두 상기 결정된 조사 횟수에 도달할 때까지 단계적으로 수행될 수 있다. 상기 복수의 가공 지점(11) 각각의 조사 횟수가 모두 상기 결정된 조사 횟수에 도달할 때까지 상기 단위 빔(13a)을 추가적으로 조사하는 과정(S600)을 수행할 수 있으며, 차단되는 단위 빔(13a)의 경로를 변경하면서 단계적으로 수행할 수 있다. 이에 따라 모든 복수의 가공 지점(11)의 가공이 완료되도록 할 수 있으며, 모든 복수의 가공 지점(11)에 동일한 조사 횟수의 단위 빔(13a)이 조사되어 복수의 가공 지점(11) 간의 가공 편차가 보다 감소될 수 있다.

여기서, 상기 단위 빔(13a)을 추가적으로 조사하는 과정(S600)은 상기 보상이 결정된 가공 지점(11)의 위치에 따라 멀티 빔(13) 중 조사되는(또는 조사될) 단위 빔(13a)을(또는 단위 빔의 위치를) 결정하여 수행될 수 있다. 이때, 상기 보상이 결정된 가공 지점(11)의 위치에 따라 조사되는 단위 빔(13a)의 위치가 상이할 수 있으며, 상기 보상이 결정된 가공 지점(11)의 위치의 누적 에너지(또는 조사된 단위 빔의 에너지 총량)에 따라 조사될 단위 빔(13a)의 에너지가 결정될 수 있고, 결정된 단위 빔(13a)의 에너지에 따라 상이한(또는 알맞은) 위치의 단위 빔(13a)이 선택될 수 있다.

예를 들어, 누적 에너지가 낮은(또는 작은) 상기 보상이 결정된 가공 지점(11)에는 멀티 빔(13) 중 에너지가 높은 부분(예를 들어, 중앙부)의 단위 빔(13a)을 추가적으로 조사할 수 있다. 일반적으로, 가공이 완료되지 않아 단위 빔(13a)을 추가적으로 조사하여 보상해주어야 하는 복수의 가공 지점(11) 중 가장자리부(또는 가장자리 영역)에 위치하는 가공 지점(11)들은 누적 에너지가 낮고 중앙부에 위치하는 가공 지점(11)들의 누적 에너지와 차이가 많이 나므로, 멀티 빔(13) 중 에너지가 높은 부분의 단위 빔(13a)을 추가적으로 조사할 수 있다. 이에 따라 상기 보상이 결정된 가공 지점(11)의 에너지도 보상해줄 수 있으며, 복수의 가공 지점(11) 간의 누적 에너지의 편차 및/또는 복수의 가공 지점(11) 간의 가공 편차를 최소화할 수 있다. 이때, 상기 보상이 결정된 가공 지점(11)들 중 복수의 가공 지점(11)의 중앙부에서 멀어질수록 누적 에너지가 점점 작아지므로, 이에 대응(또는 상반)되어 복수의 가공 지점(11)의 중앙부에서 먼 상기 보상이 결정된 가공 지점(11)일수록 조사되는 단위 빔(13a)의 에너지가 점점 커지도록 할 수 있다.

한편, 상기 멀티 빔(13)의 조사 위치를 이동시키는 과정(S450)은 상기 제1 방향으로의 스캔이 완료된 후에 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 상기 멀티 빔(13)의 조사 위치를 이동시키는 과정(S455)을 (더) 포함할 수 있다.

상기 제1 방향으로의 스캔이 완료된 후에 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 상기 멀티 빔(13)의 조사 위치를 이동시킬 수 있다. 상기 제2 방향으로 상기 멀티 빔(13)의 조사 위치를 이동시키면서 상기 제2 방향으로 이동되는 각 위치(또는 라인)별로 상기 제1 방향으로의 스캔을 진행하여 모든 복수의 가공 지점(11)의 가공이 완료되도록 할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 빔 가공장치를 나타낸 개략도이다.

도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 빔 가공장치를 보다 상세히 살펴보는데, 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 빔 가공방법과 관련하여 앞서 설명된 부분과 중복되는 사항들은 생략하도록 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 빔 가공장치(100)는 미리 설정된 복수의 가공 지점(11)에 가공이 이루어지는 가공 대상물(10)을 지지하는 가공물 지지대(110); 상기 가공을 위한 레이저 빔(12)을 발생시켜 출력하는 레이저빔 발진부(120); 출력된 레이저 빔(12)을 상기 복수의 가공 지점(11)의 개수보다 적은 복수의 단위 빔(13a)으로 분할하여 멀티 빔(13)을 형성하는 멀티빔 형성부(130); 상기 멀티 빔(13)을 상기 가공 대상물(10)에 복수회 조사하는 멀티빔 조사부(160); 및 상기 멀티 빔(13)이 조사된 제1 조사위치(30a)와 일부 중첩되는 제2 조사위치(30b)로 상기 멀티 빔(13)의 조사 위치가 변경되도록 상기 가공물 지지대(110)를 이동시키는 지지대 구동부(140);를 포함할 수 있다.

가공물 지지대(110)는 미리 설정된 복수의 가공 지점(11)에 가공이 이루어지는 가공 대상물(10)을 지지할 수 있다. 여기서, 가공 대상물(10)은 일반적으로 유기 EL(Electro Luminescence)이나 유기 반도체 소자 등의 제조 시에 진공 증착 공정에서 사용되는 미세 금속 마스크(Fine Metal Mask; FMM)의 마스크 스틱(또는 금속판)일 수 있다.

레이저빔 발진부(120)는 상기 가공을 위한 레이저 빔(12)을 발생시켜 출력할 수 있으며, 가공 대상물(10)을 가공하기 위해 레이저 빔(12)을 생성하여 가공 대상물(10)을 향해 발진할 수 있다. 이때, 레이저빔 발진부(120)는 펄스 레이저(pulse laser) 형태의 레이저 빔(12)을 출력할 수 있으며, 고에너지의 빔이 짧은 시간 동안에 주기적으로 조사될 수 있고, 이러한 경우에 조사 지점(31)의 열 축적이 억제 또는 방지될 수 있다. 여기서, 레이저빔 발진부(120)는 레이저 빔을 발생시키는 공지의 구성일 수 있으며, 이용하고자 하는 레이저 빔의 파장에 따라 KrF 엑시머(excimer) 레이저, ArF 엑시머 레이저 등의 엑시머 레이저, 다이오드 펌핑 고체(Diode Pumping Solid-State; DPSS) 레이저 등 다양한 종류의 것이 채용될 수 있다.

멀티빔 형성부(130)는 출력된 레이저 빔(12)을 복수의 가공 지점(11)의 개수보다 적은 복수의 단위 빔(13a)으로 분할하여 멀티 빔(13)을 형성할 수 있으며, 멀티 빔(13)을 가공 대상물(10)에 조사하여 복수의 단위 빔(13a)의 수와 같은(또는 둘 이상의) 가공 지점(11)을 동시에 가공할 수 있다.

멀티빔 조사부(160)는 멀티 빔(13)을 가공 대상물(10)에 복수회 조사할 수 있으며, 멀티 빔(13)의 경로를 개폐하는 구성을 통해 멀티 빔(13)의 차단(또는 폐쇄)과 통과(또는 개방)를 반복하여 멀티 빔(13)을 가공 대상물(10)에 복수회 조사할 수도 있고, 펄스 레이저 형태의 레이저 빔(12)에 주기적으로 제공되는 멀티 빔(13)에 따라 멀티 빔(13)을 가공 대상물(10)에 복수회 조사할 수도 있다.

지지대 구동부(140)는 멀티 빔(13)이 조사된 제1 조사위치(30a)와 일부 중첩되는 제2 조사위치(30b)로 멀티 빔(13)의 조사 위치가 변경되도록 가공물 지지대(110)를 이동시킬 수 있다. 지지대 구동부(140)를 통해 상기 멀티 빔(13)의 조사 위치를 이동시킬 수 있으며, 가공 지점(11)에 상이한 위치의 단위 빔(13a)을 중첩시킬 수 있다. 이때, 상기 멀티 빔(13)의 조사 위치를 제1 조사위치(30a)에서 제1 조사위치(30a)와 일부 중첩되는 제2 조사위치(30b)로 이동시킬 수 있다.

여기서, 지지대 구동부(140)는 가공물 지지대(110)의 이동을 위한 구동력을 제공하는 동력원(141); 및 가공물 지지대(110)와 동력원(141)을 연결하는 연결부(142)를 포함할 수 있다.

동력원(141)은 가공물 지지대(110)의 이동을 위한 구동력을 제공할 수 있으며, 서보모터(servo-motor) 등으로 구성될 수 있다.

연결부(142)는 가공물 지지대(110)와 동력원(141)을 연결할 수 있으며, 그 길이가 변화하거나, 다른 구성이 연결부(142)를 따라(또는 타고) 이동하여 가공물 지지대(110)를 이동시킬 수 있다.

본 발명에 따른 멀티 빔 가공장치(100)는 각 가공 지점(11)의 단위 빔(13a)의 조사 횟수를 설정하는 조사횟수 설정부(미도시); 및 설정된 상기 단위 빔(13a)의 조사 횟수에 따라 상기 복수의 단위 빔(13a)의 개수를 결정하는 단위빔 개수 결정부(미도시);를 더 포함할 수 있다.

조사횟수 설정부(미도시)는 각 가공 지점(11)의 단위 빔(13a)의 조사 횟수를 설정(또는 결정)할 수 있으며, 각 가공 지점(11)의 단위 빔(13a)의 조사 횟수를 결정하여 설정할 수도 있고, 입력되는 조사 횟수로 각 가공 지점(11)의 단위 빔(13a)의 조사 횟수를 설정할 수도 있다. 예를 들어, 조사횟수 설정부(미도시)는 각 가공 지점(11)의 가공을 완료할(또는 가공이 완료될 수 있는) 단위 빔(13a)의 조사 횟수로 각 가공 지점(11)의 단위 빔(13a)의 조사 횟수를 설정할 수 있으며, 가공이 완료될 수 있는 단위 빔(13a)의 조사 횟수를 실험적으로 확인하여 각 가공 지점(11)의 단위 빔(13a)의 조사 횟수를 설정할 수 있다.

단위빔 개수 결정부(미도시)는 설정된 상기 단위 빔(13a)의 조사 횟수에 따라 복수의 단위 빔(13a)의 개수를 결정할 수 있다. 여기서, 단위빔 개수 결정부(미도시)는 상기 복수의 가공 지점(11)의 상기 제1 방향 가공 지점(11)의 개수보다 적은 상기 멀티 빔(13)의 상기 제1 방향 단위 빔(13a)의 개수를 결정할 수 있으며, 상기 설정된 상기 단위 빔(13a)의 조사 횟수에 따라 상기 멀티 빔(13)의 상기 제1 방향 단위 빔(13a)의 개수를 결정하여 멀티 빔(13)으로 복수의 가공 지점(11)을 상기 제1 방향으로(또는 상기 제1 방향 끝까지) 스캔하였을 때에 대부분(또는 중앙부)의 가공 지점(11)에 대한 가공이 완료되도록 할 수 있다.

한편, 멀티 빔(13)에서 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향 단위 빔(13a)의 개수는 상기 복수의 가공 지점(11)의 상기 제2 방향 가공 지점(11)의 개수 이하로 결정될 수 있으며, 상기 제2 방향으로의 중첩 및/또는 보상에 어려움이 있을 수 있으므로, 단위 빔(13a)이 일렬로 배열되는 라인 패턴(또는 형태)이 단위 빔(13a)의 중첩 및 보상에 용이할 수 있다. 이를 통해 단위빔 개수 결정부(미도시)는 복수의 단위 빔(13a)의 개수를 결정할 수 있다.

그리고 멀티빔 형성부(130)는 상기 복수의 단위 빔(13a)의 개수 및 간격에 따른 회절패턴이 형성되며, 상기 레이저 빔(12)이 입사되는 패턴판(131); 및 결정된 상기 복수의 단위 빔(13a)의 개수 및 상기 복수의 단위 빔(13a)의 간격에 따라 회절패턴을 결정하여, 결정된 회절패턴이 형성된 패턴판(131)으로 변경하는 패턴판 변경부(미도시)를 포함할 수 있다.

패턴판(131)은 복수의 단위 빔(13a)의 개수 및 간격에 따른 회절패턴이 형성될 수 있고, 레이저 빔(12)이 입사될 수 있다. 패턴판(131)에 레이저 빔(12)이 입사되면, 패턴판(131)에 형성된 회절패턴에 따라 정해진 복수의 단위 빔(13a)의 개수 및 간격으로 레이저 빔(12)이 분할될 수 있다. 여기서, 패턴판(131)은 회절광학소자(Diffractive Optical Element; DOE)를 포함할 수 있다.

패턴판 변경부(미도시)는 결정된 상기 복수의 단위 빔(13a)의 개수 및 상기 복수의 단위 빔(13a)의 간격에 따라 회절패턴을 결정할 수 있고, 결정된 회절패턴이 형성된 패턴판(131)으로 변경할 수 있다. 결정된 상기 복수의 단위 빔(13a)의 개수 및 간격에 따라 알맞은 회절패턴을 결정하여 결정된 회절패턴이 형성된 패턴판(131)으로 변경함으로써, 원하는(또는 결정된) 개수와 간격을 갖는 복수의 단위 빔(13a)으로 레이저 빔(12)을 분할할 수 있다. 본 발명의 멀티 빔 가공장치(100)는 패턴판 변경부(미도시)에서 결정된 상기 복수의 단위 빔(13a)의 개수 및 상기 복수의 단위 빔(13a)의 간격에 따라 회절패턴을 결정하고 상기 결정된 회절패턴이 형성된 패턴판(131)으로 변경함으로써, 원하는 개수와 간격을 갖는 멀티 빔을 형성할 수 있다.

한편, 멀티빔 형성부(130)는 멀티 빔(13)의 초점을 조정하는 포커싱 렌즈(132)를 더 포함할 수 있다. 포커싱 렌즈(focusing lens, 132)는 패턴판(131)과 멀티빔 조사부(160) 사이의 경로 상에 제공되어, 멀티빔 조사부(160)에 입사되는 초점 및/또는 가공 대상물(10) 상에 조사되는 초점을 조정할 수 있다. 그리고 포커싱 렌즈(132)를 통해 멀티 빔(13)의 크기를 조정할 수도 있다.

멀티빔 조사부(160)는 상기 패턴판(131)에서 분할된 상기 복수의 단위 빔(13a)의 조사 각도를 일정 각도로 조정하는 각도 보정 광학계(161)를 포함할 수 있다.

각도 보정 광학계(161)는 패턴판(131)에서 분할된 복수의 단위 빔(13a)의 조사 각도를 일정 각도로 조정할 수 있으며, 복수의 단위 빔(13a)을 평행광 형태로 변환할 수 있다. 여기서, 각도 보정 광학계(161)는 텔레센트릭(telecentric) 광학계(또는 렌즈)를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 멀티 빔 가공장치(100)는 복수의 단위 빔(13a)을 반사시키는 미러부(165);를 더 포함할 수 있다. 미러부(165)는 복수의 단위 빔(13a)을 반사시켜 복수의 단위 빔(13a)의 경로(또는 방향)를 변경할 수 있으며, 미러부(165)의 개수를 통해 복수의 단위 빔(13a)의 경로 길이를 조절할 수 있다. 여기서, 미러부(165)는 복수의 단위 빔(13a)을 반사시킬 수 있다면, 특별히 제한되지 않고, 다양하게 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 멀티 빔 가공장치(100)는 상기 패턴판(131)과 상기 가공 대상물(10) 사이의 경로 상에 제공되어, 상기 복수의 단위 빔(13a) 중 일부의 경로를 차단하는 빔 커팅부(150);를 더 포함할 수 있다.

빔 커팅부(150)는 패턴판(131)과 가공 대상물(10) 사이의 경로 상에 제공되어 복수의 단위 빔(13a) 중 일부의 경로를 차단할 수 있으며, 복수의 단위 빔(13a) 중 일부의 경로를 차단함으로써, 단위 빔(13a)의 (추가적인) 조사가 필요한 가공 지점(11)에만 단위 빔(13a)을 조사할 수 있다. 예를 들어, 보상이 미결정된 가공 지점(11)에 대응되는 단위 빔(13a)의 경로를 차단할 수 있고, 상기 보상이 결정된 가공 지점(11)에만 단위 빔(13a)을 추가적으로 조사할 수 있다. 한편, 빔 커팅부(150)는 복수의 단위 빔(13a) 중 일부의 경로를 차단하여 복수의 단위 빔(13a)의 개수 및/또는 멀티 빔(13)의 에너지 분포를 조절할 수도 있다.

그리고 빔 커팅부(150)는 중공부를 가지며, 상기 복수의 단위 빔(13a)의 경로를 제공하는 몸체부(151); 및 상기 몸체부(151)의 측벽에 제공되며, 상기 중공부의 내측방향으로 길이가 조절되는 차단판(152)을 포함할 수 있다.

몸체부(151)는 중공부를 가질 수 있고, 상기 중공부를 통해 복수의 단위 빔(13a)의 경로를 제공할 수 있다. 몸체부(151)의 소재 및/또는 형태는 복수의 단위 빔(13a)이 상기 중공부를 통과하면서 소재 및/또는 형태에 의한 경로 변화 및/또는 에너지 손실(또는 강도 저하)이 없을 수 있다면 특별히 제한되지 않는다.

차단판(152)은 몸체부(151)의 측벽에 제공될 수 있고, 상기 중공부의 내측방향으로 그 길이가 조절될 수 있다. 즉, 상기 중공부의 개방 면적(또는 직경)을 조절하여 복수의 단위 빔(13a) 중 일부의 경로를 차단할 수 있다.

예를 들어, 차단판(152)은 복수개로 구성되어 몸체부(151)의 양측벽에 각각 제공될 수 있으며, 몸체부(151)의 양측벽에서 서로를 향해 간격이 좁혀져 상기 중공부의 개방 면적을 줄일 수 있고, 서로 멀어져 상기 중공부의 개방 면적을 넓힐 수 있다.

본 발명에 따른 멀티 빔 가공장치(100)는 상기 가공 대상물(10)의 각 가공 지점(11)별 단위 빔(13a)의 조사 횟수를 검출하는 조사횟수 검출부(미도시); 및 각 가공 지점(11)별로 검출된 조사 횟수가 미리 결정된 조사 횟수에 도달되었는지를 판단하여 보상 여부를 결정하는 보상 결정부(미도시);를 더 포함할 수 있다.

조사횟수 검출부(미도시)는 가공 대상물(10)의 각 가공 지점(11)별 단위 빔(13a)의 조사 횟수를 검출할 수 있으며, 각 가공 지점(11)별로 가공이 완료되었는지를 확인(또는 파악)할 수 있다. 각 가공 지점(11)별 가공 완료 여부를 파악하여 제1 조사위치(30a)와 제2 조사위치(30b)가 일부 중첩되는 단위빔 중첩공정을 완료(또는 중단)할 수 있다. 이때, 제1 조사위치(30a)와 제2 조사위치(30b)가 일부 중첩시키면서 복수의 가공 지점(11) 전체를 스캔한 후에 단위빔 중첩공정을 완료할 수 있으며, 상기 단위빔 중첩공정으로 복수의 가공 지점(11) 전체를 스캔한 후에 복수의 가공 지점(11)의 가장자리부(또는 가장자리 영역)에 위치하는 가공 지점(11)들을 제외한 대부분의 가공 지점(11)에 가공이 완료되도록 할 수 있다.

보상 결정부(미도시)는 각 가공 지점(11)별로 검출된 조사 횟수가 미리 결정된 조사 횟수에 도달되었는지를 판단하여 보상 여부를 결정할 수 있으며, 상기 검출된 조사 횟수가 상기 결정된 조사 횟수 미만인 가공 지점(11)에 보상을 결정할 수 있다. 즉, 상기 검출된 조사 횟수와 상기 결정된 조사 횟수의 비교를 통해 단위 빔(13a)을 보상해줄 가공 지점(11)을(또는 보상 영역을) 파악(또는 검출)할 수 있다.

그리고 빔 커팅부(150)는 보상이 미결정된 가공 지점(11)에 대응되는 단위 빔(13a)의 경로를 차단할 수 있다. 보상이 결정된 가공 지점(11)에만 상기 단위 빔(13a)을 추가적으로 조사할 수 있으며, 경로가 개방된 단위 빔(13a)을 상기 보상이 결정된 가공 지점(11)에 조사할 수 있다. 이때, 빔 커팅부(150)를 통해 상기 보상이 미결정된 가공 지점(11)에 대응되는 단위 빔(13a)의 경로를 차단할 수 있고, 경로가 개방된 단위 빔(13a)을 상기 보상이 결정된 가공 지점(11)에만 조사할 수 있다. 이를 통해 상기 보상이 결정된 가공 지점(11)에(만) 단위 빔(13a)을 보상해줄 수 있고, 모든 복수의 가공 지점(11)에 동일한 조사 횟수의 단위 빔(13a)이 조사되도록 하여 복수의 가공 지점(11) 간의 가공 편차를 보다 감소시킬 수 있다.

본 발명에 따른 멀티 빔 가공장치(100)는 상기 가공물 지지대(110)의 위치 좌표와 이동 거리를 계측하는 위치 계측부(미도시);를 더 포함할 수 있다.

위치 계측부(미도시)는 가공물 지지대(110)의 위치 좌표와 이동 거리를 계측할 수 있다. 위치 계측부(미도시)를 통해 가공물 지지대(110)의 위치 좌표와 이동 거리를 계측하여 가공물 지지대(110)를 정확한 위치로 이동시킬 수 있고, 멀티 빔(13)이 가공 지점(11)에 각각 대응되어 조사되도록 할 수 있다. 여기서, 위치 계측부(미도시)는 엔코더(encoder)를 포함할 수 있다.

그리고 복수의 가공 지점(11)과 복수의 단위 빔(13a)은 제1 방향을 따라 나란히 배열될 수 있고, 지지대 구동부(110)는 상기 위치 계측부(미도시)의 계측에 따라 상기 제1 방향으로 상기 가공물 지지대(110)를 이동시켜, 미리 결정된 개수의 단위 빔(13a)의 조사 지점(31)이 상기 제1 조사위치(30a)와 중첩되는 상기 제2 조사위치(30b)로 상기 멀티 빔(13)의 조사 위치를 변경시킬 수 있다.

복수의 가공 지점(11)과 복수의 단위 빔(13a)을 상기 제1 방향을 따라 나란히 배열하고 상기 제1 방향으로 상기 가공물 지지대(110)를 이동시키면서 일부 조사 지점(31)을 중첩시킬 수 있다.

이때, 지지대 구동부(110)는 상기 위치 계측부(미도시)의 계측에 따라 상기 제1 방향으로 상기 가공물 지지대(110)를 이동시킬 수 있으며, 복수의 단위 빔(13a)이 각각의 가공 지점(11)에 각각 대응되어 정확하게 위치되도록 할 수 있다. 이렇게 지지대 구동부(110)는 제1 조사위치(30a)에서 미리 결정된 개수의 단위 빔(13a)의 조사 지점(31)이 제1 조사위치(30a)와 중첩되는 상기 제2 조사위치(30b)로 상기 멀티 빔(13)의 조사 위치를 변경시킬 수 있다.

이처럼, 본 발명에서는 멀티 빔을 제1 조사위치에 조사한 후에 제1 조사위치와 일부 중첩되는 제2 조사위치에 멀티 빔을 조사하여 중첩되는 조사 지점에 서로 다른 위치의 단위 빔들이 중첩되도록 함으로써, 위치가 상이한 단위 빔들을 혼합시킬 수 있고, 이에 따라 복수의 단위 빔의 위치별 빔 강도 차이로 인한 복수의 가공 지점 간의 가공 편차를 줄일 수 있다. 또한, 각 가공 지점의 가공을 완료할 단위 빔의 조사 횟수를 결정하여, 멀티 빔의 제1 방향 단위 빔의 개수를 결정하고, 결정된 조사 횟수와 결정된 제1 방향 단위 빔의 개수에 따라 제1 조사위치와 제2 조사위치의 중첩되는 단위 빔의 조사 지점의 개수를 결정함으로써, 복수의 가공 지점 각각에 상이한 빔 강도(또는 에너지)를 갖는 단위 빔들을 효과적으로 혼합시킬 수 있고, 복수의 가공 지점 간의 가공 편차를 최소화할 수 있다. 그리고 빔 커팅부로 멀티 빔 중 일부의 단위 빔을 차단하여 멀티 빔의 조사 위치의 이동만으로는 단위 빔들의 중첩이 이루어지지 않거나 단위 빔의 조사 횟수가 결정된 조사 횟수보다 적은 가공 지점에 추가적으로 단위 빔을 조사할 수 있으며, 단위 빔의 조사 횟수가 결정된 조사 횟수보다 부족하여 가공이 완료되지 않은 가공 지점에 단위 빔의 조사 횟수를 보상해 줄 수 있고, 이를 통해 모든 복수의 가공 지점에 단위 빔들이 중첩되어 가공이 완료될 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 가공 대상물 11 : 가공 지점
12 : 레이저 빔 13 : 멀티 빔
13a: 단위 빔 30a: 제1 조사위치
30b: 제2 조사위치 31 : 조사 지점
100 : 멀티 빔 가공장치 110 : 가공물 지지대
120 : 레이저빔 발진부 130 : 멀티빔 형성부
131 : 패턴판 132 : 포커싱 렌즈
140 : 지지대 구동부 141 : 동력원
142 : 연결부 150 : 빔 커팅부
151 : 몸체부 152 : 차단판
160 : 멀티빔 조사부 161 : 각도 보정 광학계
165 : 미러부

Claims

가공 대상물에 복수의 가공 지점을 설정하는 과정;
상기 가공 대상물을 가공하기 위한 레이저 빔을 발생시켜 출력하는 과정;
상기 레이저 빔을 상기 복수의 가공 지점의 개수보다 적은 복수의 단위 빔으로 분할하여 멀티 빔을 형성하는 과정;
상기 멀티 빔을 상기 복수의 가공 지점 중 일부 가공 지점에 대응되는 제1 조사위치에 조사하는 과정;
상기 멀티 빔의 조사 위치를 이동시키는 과정; 및
상기 제1 조사위치와 일부 중첩되는 제2 조사위치에 상기 멀티 빔을 조사하는 과정;을 포함하는 멀티 빔 가공방법.
청구항 1에 있어서,
상기 복수의 가공 지점을 설정하는 과정에서는 제1 거리의 동일 간격으로 배열되는 상기 복수의 가공 지점을 설정하고,
상기 멀티 빔을 형성하는 과정은 상기 제1 거리와 비례하는 제2 거리의 동일 간격으로 배열된 상기 복수의 단위 빔으로 상기 레이저 빔을 분할하여 수행되는 멀티 빔 가공방법.
청구항 1에 있어서,
상기 복수의 가공 지점과 상기 복수의 단위 빔은 제1 방향을 따라 나란히 배열되고,
상기 멀티 빔의 조사 위치를 이동시키는 과정에서는 상기 멀티 빔의 조사 위치를 상기 제1 방향으로 이동시키는 멀티 빔 가공방법.
청구항 1에 있어서,
상기 멀티 빔의 에너지에 따라 단위 빔의 조사 횟수를 결정하는 과정;을 더 포함하는 멀티 빔 가공방법.
청구항 4에 있어서,
결정된 조사 횟수에 따라 상기 멀티 빔의 제1 방향 단위 빔의 개수를 결정하는 과정;을 더 포함하고,
상기 멀티 빔을 형성하는 과정은,
상기 복수의 가공 지점의 간격에 따라 상기 복수의 단위 빔의 간격을 결정하는 과정;
결정된 상기 복수의 단위 빔의 개수 및 간격에 따른 회절패턴이 형성된 패턴판을 제공하는 과정; 및
상기 레이저 빔을 상기 패턴판에 입사시키는 과정을 포함하는 멀티 빔 가공방법.
청구항 5에 있어서,
상기 결정된 조사 횟수와 상기 결정된 상기 제1 방향 단위 빔의 개수에 따라 상기 제1 조사위치와 상기 제2 조사위치의 중첩되는 단위 빔의 조사 지점의 개수를 결정하는 과정;을 더 포함하고,
상기 멀티 빔의 조사 위치를 이동시키는 과정에서는 결정된 상기 중첩되는 단위 빔의 조사 지점의 개수만큼 조사 지점이 상기 제1 조사위치와 중첩되는 상기 제2 조사위치로 상기 멀티 빔의 조사 위치를 이동시키는 멀티 빔 가공방법.
청구항 4에 있어서,
각 가공 지점별 단위 빔의 조사 횟수를 검출하는 과정;
각 가공 지점별로 검출된 조사 횟수가 상기 결정된 조사 횟수에 도달되었는지를 판단하여 보상 여부를 결정하는 과정; 및
보상이 결정된 가공 지점에 상기 단위 빔을 추가적으로 조사하는 과정;을 더 포함하는 멀티 빔 가공방법.
청구항 7에 있어서,
상기 단위 빔을 추가적으로 조사하는 과정은,
보상이 미결정된 가공 지점에 대응되는 단위 빔의 경로를 차단하는 과정; 및
경로가 개방된 단위 빔을 상기 보상이 결정된 가공 지점에 조사하는 과정을 포함하는 멀티 빔 가공방법.
청구항 7에 있어서,
상기 단위 빔을 추가적으로 조사하는 과정은 상기 복수의 가공 지점 각각의 조사 횟수가 모두 상기 결정된 조사 횟수에 도달할 때까지 단계적으로 수행되는 멀티 빔 가공방법.
미리 설정된 복수의 가공 지점에 가공이 이루어지는 가공 대상물을 지지하는 가공물 지지대;
상기 가공을 위한 레이저 빔을 발생시켜 출력하는 레이저빔 발진부;
출력된 레이저 빔을 상기 복수의 가공 지점의 개수보다 적은 복수의 단위 빔으로 분할하여 멀티 빔을 형성하는 멀티빔 형성부;
상기 멀티 빔을 상기 가공 대상물에 복수회 조사하는 멀티빔 조사부; 및
상기 멀티 빔이 조사된 제1 조사위치와 일부 중첩되는 제2 조사위치로 상기 멀티 빔의 조사 위치가 변경되도록 상기 가공물 지지대를 이동시키는 지지대 구동부;를 포함하는 멀티 빔 가공장치.
청구항 10에 있어서,
각 가공 지점의 단위 빔의 조사 횟수를 설정하는 조사횟수 설정부; 및
설정된 상기 단위 빔의 조사 횟수에 따라 상기 복수의 단위 빔의 개수를 결정하는 단위빔 개수 결정부;를 더 포함하는 멀티 빔 가공장치.
청구항 11에 있어서,
상기 멀티빔 형성부는,
상기 복수의 단위 빔의 개수 및 간격에 따른 회절패턴이 형성되며, 상기 레이저 빔이 입사되는 패턴판; 및
결정된 상기 복수의 단위 빔의 개수 및 상기 복수의 단위 빔의 간격에 따라 회절패턴을 결정하여, 결정된 회절패턴이 형성된 패턴판으로 변경하는 패턴판 변경부를 포함하는 멀티 빔 가공장치.
청구항 12에 있어서,
상기 멀티빔 조사부는 상기 패턴판에서 분할된 상기 복수의 단위 빔의 조사 각도를 일정 각도로 조정하는 각도 보정 광학계를 포함하는 멀티 빔 가공장치.
청구항 12에 있어서,
상기 패턴판과 상기 가공 대상물 사이의 경로 상에 제공되어, 상기 복수의 단위 빔 중 일부의 경로를 차단하는 빔 커팅부;를 더 포함하고,
상기 빔 커팅부는,
중공부를 가지며, 상기 복수의 단위 빔의 경로를 제공하는 몸체부; 및
상기 몸체부의 측벽에 제공되며, 상기 중공부의 내측방향으로 길이가 조절되는 차단판을 포함하는 멀티 빔 가공장치.
청구항 14에 있어서,
상기 가공 대상물의 각 가공 지점별 단위 빔의 조사 횟수를 검출하는 조사횟수 검출부; 및
각 가공 지점별로 검출된 조사 횟수가 미리 결정된 조사 횟수에 도달되었는지를 판단하여 보상 여부를 결정하는 보상 결정부;를 더 포함하고,
상기 빔 커팅부는 보상이 미결정된 가공 지점에 대응되는 단위 빔의 경로를 차단하는 멀티 빔 가공장치.
청구항 10에 있어서,
상기 가공물 지지대의 위치 좌표와 이동 거리를 계측하는 위치 계측부;를 더 포함하고,
상기 복수의 가공 지점과 상기 복수의 단위 빔은 제1 방향을 따라 나란히 배열되며,
상기 지지대 구동부는 상기 위치 계측부의 계측에 따라 상기 제1 방향으로 상기 가공물 지지대를 이동시켜, 미리 결정된 개수의 단위 빔의 조사 지점이 상기 제1 조사위치와 중첩되는 상기 제2 조사위치로 상기 멀티 빔의 조사 위치를 변경시키는 멀티 빔 가공장치.