KR20220017570A - Laser device and method for operating the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시는 레이저 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to a laser device and a method of operating the same.
레이저가 조사되는 기판의 위치에 따라 레이저 입사 각도 등을 조절하여 레이저 장치의 정확도를 높이기 위한 많은 노력이 수행되었다.Many efforts have been made to increase the accuracy of the laser device by adjusting the laser incident angle and the like according to the position of the substrate on which the laser is irradiated.
미국 특허 US 5,087,987에서는 780-890nm의 파장을 가지는 적외선 광에 대한 색 보정 에프-세타 렌즈에 대하여 개시하였다. 그러나, 여기서 개시하는 방법에 이용되는 에프-세타 렌즈는 고출력 레이저 또는 자외선 광을 사용하는 레이저에 의해 손상되며 이에 의해 고출력 레이저 또는 자외성 광을 이용하는 장치에 적용하기 어렵다.US Patent No. 5,087,987 discloses a color correction f-theta lens for infrared light having a wavelength of 780-890 nm. However, the f-theta lens used in the method disclosed herein is damaged by a laser using a high-power laser or ultraviolet light, thereby making it difficult to apply to an apparatus using a high-power laser or ultraviolet light.
미국 특허 US 5,838,481에서는 에프-세타 렌즈와 오목 거울(concave mirror)을 적용하는 내용을 개시하였다. 그러나, 레이저 조사는 한 방향에 따라 1차원적으로 스캔되기 때문에, 2차원 면적을 모두 스캔하기 위하여, 동일한 1차원 스캔을 복수 회 반복해야 한다.US Patent No. 5,838,481 discloses the application of an f-theta lens and a concave mirror. However, since laser irradiation is one-dimensionally scanned along one direction, in order to scan all two-dimensional areas, the same one-dimensional scan must be repeated a plurality of times.
국제 특허 WO 2012/131015에서는 단색광 레이저 빔의 파형을 변경할 수 있는 거울을 이용하는 내용을 개시하였다. 그러나, 이 방법 역시 레이저 조사 방향에 따라 1차원적으로 스캔되기 때문에, 2차원 면적을 모두 스캔하기 위하여, 1차원 스캔을 복수 회 반복해야 한다.International Patent WO 2012/131015 discloses the use of a mirror capable of changing the waveform of a monochromatic laser beam. However, since this method also scans one-dimensionally according to the laser irradiation direction, in order to scan all of the two-dimensional area, the one-dimensional scan must be repeated a plurality of times.
미국 출원 공개 US 2008/0259425에 따르면, 레이저 빔 포커싱 요소가 스캐닝 헤드 내에 위치되는 레이저 가공 장치를 개시하였다. 레이저 빔의 초점을 스캔 미러로 조절하되 필드 곡률을 평탄화하기 위한 빔 편향 유닛을 개시하지만, 넓은 면적에 대한 레이저 빔의 텔레센트릭(telecentric) 오차를 줄이기 어렵다.According to US publication US 2008/0259425, a laser processing apparatus is disclosed in which a laser beam focusing element is positioned in a scanning head. Disclosed is a beam deflection unit for flattening field curvature while adjusting a focus of a laser beam with a scan mirror, but it is difficult to reduce a telecentric error of a laser beam over a large area.
미국 특허 US 8,425,496에 따르면, 변형 가능한(deformable) 거울(mirror)을 이용하지만, 에프-세타 렌즈를 이용하기 때문에 색수차 문제를 해결하기 어렵고 대면적에 적용하기 어렵다. 또한, 에프-세타 렌즈는 고출력 레이저 또는 자외선 광을 사용하는 레이저에 의해 손상될 수 있어, 고출력 레이저 또는 자외성 광을 이용하는 장치에 적용하기 어렵다.According to US Pat. No. 8,425,496, a deformable mirror is used, but since an f-theta lens is used, it is difficult to solve the chromatic aberration problem and difficult to apply to a large area. In addition, the f-theta lens may be damaged by a laser using a high-power laser or ultraviolet light, making it difficult to apply to a device using a high-power laser or ultraviolet light.
대면적의 기판을 처리하기 위해서는 대면적의 기판 표면에 텔레센트릭 오차가 작은 레이저 빔이 조사되어야 한다. 텔레센트릭 오차를 줄이기 위하여, 크기가 큰 텔레센트릭 렌즈를 이용할 수 있으나, 이러한 렌즈는 그 비용이 비싸고 무겁기 때문에, 비용상 제조 공정 상 문제가 있다.In order to process a large-area substrate, a laser beam with a small telecentric error must be irradiated to the large-area substrate surface. In order to reduce the telecentric error, a large telecentric lens may be used. However, since such a lens is expensive and heavy, there is a problem in the manufacturing process in terms of cost.
실시예들은 높은 에너지의 레이저 소스를 이용하여, 넓은 2차원 면적에 포커싱된 강도의 레이저가 입사될 수 있도록 조절하여 대면적 기판을 처리할 수 있는 레이저 장치를 제공하기 위한 것이다.Embodiments are to provide a laser device capable of processing a large-area substrate by controlling a laser of focused intensity to be incident on a large two-dimensional area using a high-energy laser source.
본 발명의 목적은 상술한 목적으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있음이 자명하다.It is apparent that the object of the present invention is not limited to the above-mentioned purpose, and can be variously expanded without departing from the spirit and scope of the present invention.
실시예에 따른 레이저 장치는 레이저 빔 출력부, 상기 레이저 빔 출력부로부터 출사된 레이저 빔을 보정하는 보정부, 상기 보정부에서 보정된 상기 레이저 빔을 스캐닝하는 레이저 스캐너, 상기 레이저 스캐너로부터 스캐닝된 상기 레이저 빔을 처리 기판으로 반사하는 반사체, 그리고 상기 보정부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 레이저 스캐너의 스캐닝 조건에 따라 상기 보정부를 제어할 수 있다.The laser device according to the embodiment includes a laser beam output unit, a correction unit for correcting the laser beam emitted from the laser beam output unit, a laser scanner for scanning the laser beam corrected by the correction unit, and the laser scanner scanned from the laser scanner. and a reflector for reflecting the laser beam to the processing substrate, and a control unit for controlling the compensator, wherein the control unit may control the compensator according to a scanning condition of the laser scanner.
상기 보정부는 변형 가능한 미러를 포함할 수 있다.The compensator may include a deformable mirror.
상기 보정부는 마이크로 멤브레인, 압전 소자, 멤스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The compensator may include at least one of a micro-membrane, a piezoelectric element, and a MEMS.
상기 제어부는 메모리를 포함할 수 있고, 상기 메모리는 상기 레이저 스캐너의 스캐닝 각도에 따른 상기 보정부의 형상 데이터를 저장할 수 있다.The controller may include a memory, and the memory may store shape data of the compensator according to a scanning angle of the laser scanner.
상기 레이저 스캐너는 제1 스캐너와 제2 스캐너를 포함할 수 있고, 상기 제1 스캐너는 상기 레이저 빔을 제1 방향을 따라 스캐닝할 수 있고, 상기 제2 스캐너는 상기 레이저 빔을 상기 제1 방향과 수직을 이루는 제2 방향을 따라 스캐닝할 수 있다.The laser scanner may include a first scanner and a second scanner, the first scanner may scan the laser beam in a first direction, and the second scanner may scan the laser beam in the first direction and in the first direction. Scanning may be performed in a second vertical direction.
상기 레이저 스캐너와 상기 반사체 사이에 위치하는 제1 광학체를 더 포함할 수 있고, 상기 제1 광학체는 상기 반사체보다 상기 레이저 스캐너에 인접하여 배치될 수 있다.A first optical body positioned between the laser scanner and the reflector may be further included, and the first optical body may be disposed closer to the laser scanner than the reflector.
상기 제1 광학체는 구면 렌즈일 수 있다.The first optical body may be a spherical lens.
상기 반사체는 구면 미러일 수 있다.The reflector may be a spherical mirror.
상기 구면 렌즈의 축과 상기 구면 미러의 축은 서로 나란할 수 있다.The axis of the spherical lens and the axis of the spherical mirror may be parallel to each other.
상기 레이저 스캐너와 상기 반사체 사이의 간격(d)은 상기 구면 미러의 곡률 반경(R)에 대하여 R/2)X0.91<d<(R/2)X1.09를 만족할 수 있다.The distance d between the laser scanner and the reflector may satisfy R/2)X0.91<d<(R/2)X1.09 with respect to the radius of curvature R of the spherical mirror.
상기 레이저 장치는 상기 레이저 빔 출력부와 상기 보정부 사이에 위치하는 제2 광학체를 더 포함할 수 있고, 상기 제2 광학체는 구면 렌즈일 수 있다.The laser device may further include a second optical body positioned between the laser beam output unit and the compensator, and the second optical body may be a spherical lens.
실시예에 따른 레이저 장치 처리 방법은 처리 기판 위에 레이저 빔이 입사될 위치에 따라 레이저 스캐너의 방향을 결정하는 단계, 제어부가 상기 레이저 스캐너의 방향 정보를 수신하여, 상기 레이저 스캐너 방향 정보에 따라 보정부를 제어하는 단계, 레이저 빔 출력부에서 출사된 레이저 빔의 상기 보정부를 통해 1차 보정되는 단계, 상기 1차 보정된 상기 레이저 빔이 상기 레이저 스캐너에 의해 스캐닝되는 단계, 상기 스캐닝된 상기 레이저 빔을 반사체로 입사시키는 단계, 상기 반사체로부터 반사된 레이저 빔을 상기 처리 기판 위에 입사시키는 단계를 포함할 수 있다.A laser device processing method according to an embodiment includes determining a direction of a laser scanner according to a position where a laser beam is to be incident on a processing substrate, a control unit receiving direction information of the laser scanner, and a correction unit according to the laser scanner direction information A step of controlling the laser beam emitted from the laser beam output unit is first corrected through the correction unit, the first corrected laser beam is scanned by the laser scanner, and the scanned laser beam is applied to a reflector In some embodiments, the method may include injecting a laser beam reflected from the reflector onto the processing substrate.
상기 보정부는 변형 가능한 미러를 포함할 수 있고, 상기 보정부를 제어하는 단계는 상기 레이저 스캐너 방향 정보에 따라 상기 보정부의 형상을 변화시킬 수 있다.The compensator may include a deformable mirror, and the controlling of the compensator may change the shape of the compensator according to the laser scanner direction information.
상기 제어부는 메모리를 포함할 수 있고, 상기 메모리에는 상기 레이저 스캐너의 스캐닝 방향 정보에 따른 상기 보정부의 형상 데이터가 저장될 수 있고, 상기 제어부는 상기 메모리에서 상기 보정부의 상기 형상 데이터를 읽어 이에 따라 상기 보정부의 형상을 변화시킬 수 있다.The control unit may include a memory, and the shape data of the compensator according to the scanning direction information of the laser scanner may be stored in the memory, and the control unit reads the shape data of the compensator from the memory. Accordingly, the shape of the correction unit may be changed.
상기 레이저 스캐너는 제1 스캐너와 제2 스캐너를 포함할 수 있고, 상기 스캐닝되는 단계는 상기 제1 스캐너를 통해 상기 레이저 빔을 제1 방향을 따라 스캐닝하는 단계와 상기 제2 스캐너를 통해 상기 레이저 빔을 상기 제1 방향과 수직을 이루는 제2 방향을 따라 스캐닝하는 단계를 포함할 수 있다.The laser scanner may include a first scanner and a second scanner, and the scanning includes scanning the laser beam in a first direction through the first scanner and the laser beam through the second scanner may include scanning in a second direction perpendicular to the first direction.
상기 레이저 스캐너에 의해 상기 스캐닝된 상기 레이저 빔을 2차 보정하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 2차 보정하는 단계는 상기 레이저 스캐너와 상기 반사체로 사이에 위치하는 제1 광학체를 이용할 수 있다.The method may further include secondary correction of the laser beam scanned by the laser scanner, wherein the secondary correction may use a first optical body positioned between the laser scanner and the reflector. .
상기 2차 보정하는 단계는 상기 레이저 스캐너를 통과한 상기 레이저 빔을 구면 렌즈에 통과시키는 단계일 수 있다.The secondary correction may be a step of passing the laser beam that has passed through the laser scanner through a spherical lens.
상기 반사체는 구면 미러이고, 상기 반사체로부터 반사된 상기 레이저 빔은 상기 구면 렌즈 표면에서 반사될 수 있다.The reflector may be a spherical mirror, and the laser beam reflected from the reflector may be reflected on a surface of the spherical lens.
상기 구면 렌즈의 축과 상기 구면 미러의 축은 서로 나란하도록 배치될 수 있다.The axis of the spherical lens and the axis of the spherical mirror may be arranged to be parallel to each other.
상기 레이저 스캐너와 상기 반사체 사이의 간격(d)은 상기 구면 미러의 곡률 반경(R)에 대하여 R/2)X0.91<d<(R/2)X1.09를 만족하도록 배치될 수 있다.The distance d between the laser scanner and the reflector may be arranged to satisfy R/2)X0.91<d<(R/2)X1.09 with respect to the radius of curvature R of the spherical mirror.
실시예들에 따른 레이저 장치에 따르면, 광대역 레이저 소스를 이용하여, 넓은 2차원 면적에 일정한 강도의 레이저가 입사될 수 있도록 조절하여 대면적 기판을 처리할 수 있다.According to the laser apparatus according to the embodiments, it is possible to process a large-area substrate by controlling a laser having a constant intensity to be incident on a large two-dimensional area using a broadband laser source.
본 발명의 효과는 상술한 효과에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있음이 자명하다.It is apparent that the effect of the present invention is not limited to the above-described effect, and can be variously expanded without departing from the spirit and scope of the present invention.
도 1은 한 실시예에 따른 레이저 장치의 개념도이다.
도 2는 한 실시예에 따른 레이저 장치의 사시도이다.
도 3은 한 실시예에 따른 레이저 장치의 일부를 확대한 사시도이다.
도 4는 한 실시예에 따른 레이저 장치의 구동부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 한 실시예에 따른 레이저 장치의 일부를 확대한 사시도이다.
도 6은 한 실시예에 따른 레이저 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7a 및 도 7b은 한 실험예에 따른 결과를 나타내는 도면이다.
도 8a 및 도 8b은 한 실험예에 따른 결과를 나타내는 도면이다.
도 9는 한 실험예에 따른 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9a 및 도 9b는 한 실험예의 결과를 설명하기 위한 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a laser device according to an embodiment.
2 is a perspective view of a laser device according to an embodiment;
3 is an enlarged perspective view of a part of a laser device according to an embodiment.
4 is a view for explaining an operation of a driving unit of a laser device according to an embodiment.
5 is an enlarged perspective view of a part of a laser device according to an embodiment.
6 is a flowchart illustrating a method of controlling a laser device according to an exemplary embodiment.
7A and 7B are diagrams showing results according to an experimental example.
8A and 8B are diagrams showing results according to an experimental example.
9 is a graph showing results according to an experimental example.
9A and 9B are conceptual diagrams for explaining the results of one experimental example.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, various embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. The present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly explain the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily indicated for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the illustrated bar. In order to clearly express various layers and regions in the drawings, the thicknesses are enlarged. And in the drawings, for convenience of description, the thickness of some layers and regions are exaggerated.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.Further, when a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be “on” or “on” another part, it includes not only cases where it is “directly on” another part, but also cases where another part is in between. . Conversely, when we say that a part is "just above" another part, we mean that there is no other part in the middle. In addition, to be "on" or "on" the reference part is located above or below the reference part, and does not necessarily mean to be located "on" or "on" the opposite direction of gravity. .
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.In addition, throughout the specification, when referring to "planar", it means when the target part is viewed from above, and "cross-sectional" means when viewed from the side when a cross-section of the target part is vertically cut.
또한, 명세서 전체에서, 연결된다”라고 할 때, 이는 둘 이상의 구성요소가 직접적으로 연결되는 것만을 의미하는 것이 아니고, 둘 이상의 구성요소가 다른 구성요소를 통하여 간접적으로 연결되는 것, 물리적으로 연결되는 것뿐만 아니라 전기적으로 연결되는 것, 또는 위치나 기능에 따라 상이한 명칭들로 지칭되었으나 일체인 것을 의미할 수 있다.In addition, throughout the specification, when “connected”, this does not mean that two or more components are directly connected, but two or more components are indirectly connected through other components, physically connected In addition to being electrically connected, it may be referred to by different names depending on location or function, but may mean one thing.
도 1을 참고하여, 한 실시예에 따른 레이저 장치에 대하여 설명한다. 도 1은 한 실시예에 따른 레이저 장치의 개념도이다.A laser device according to an embodiment will be described with reference to FIG. 1 . 1 is a conceptual diagram of a laser device according to an embodiment.
도 1을 참고하면, 실시예에 따른 레이저 장치는 레이저 빔 출력부(1), 레이저 빔 출력부(1)로부터 출력된 레이저 빔(2)이 입사되어 반사되는 보정부(3), 보정부(3)에서 반사된 레이저 빔이 입사되어 스캔되는 레이저 스캐너(4, 5), 레이저 스캐너(4, 5)를 통과한 레이저 빔이 입사되는 제1 광학체(6), 제1 광학체(6)를 통과한 레이저 빔이 입사되어 반사되는 반사체(7), 레이저 빔 출력부(1) 앞에 위치하는 제2 광학체(9), 그리고 제어부(10)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the laser device according to the embodiment includes a laser
레이저 빔 출력부(1)는 레이저 펄스를 제공할 수 있다. 레이저 펄스의 지속 시간은 40ps 미만일 수 있고, 레이저 빔의 파장은 약 400nm이하, 바람직하게는 약 360nm 미만일 수 있다. 레이저 빔의 밴드폭(bandwidth)는 0.05nm보다 클 수 있다.The laser
보정부(3)는 변형 가능한 미러(deformable mirror)일 수 있다. The
보정부(3)는 마이크로 멤브레인(micro-membrane), 압전(piezo-electric) 소자, 멤스(mems) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
보정부(3)는, 제어부(10)에 의해, 기 설정된(predetermined) 형상을 가지도록 변형될 수 있다.The
제어부(10)는 메모리(11)를 포함하고, 메모리(11) 내에는 처리 기판(8)의 위치에 따라 보정부(3)의 형상에 대한 데이터가 저장될 수 있다.The
제어부(10)는 제1 스캐너(4)와 제2 스캐너(5)로부터 레이저 빔의 스캐닝 정보를 수신하여, 메모리(11)로부터 레이저 스캐너(4, 5)의 각도에 따른 보정부(3)의 형상에 대한 데이터를 읽어 이에 따라 보정부(3)를 제어한다.The
제어부(10)는 메모리(11) 내에 저장되지 않은 레이저 스캐너(4, 5)의 각도를 수신할 경우, 인접한 두 각도의 데이터를 이용하여 보간(interpolation) 방법으로 보정하여 사용할 수 있다.When the
레이저 스캐너(4, 5)는 제1 스캐너(4)와 제2 스캐너(5)를 포함할 수 있고, 제1 스캐너(4)는 보정부(3)로부터 입사된 레이저 빔을 제1 방향(x)을 따라 스캐닝하고, 제2 스캐너(5)는 보정부(3)로부터 입사된 레이저 빔을 제1 방향(x)과 일정 각도를 이루는 제2 방향(y)을 따라 레이저 빔을 스캐닝하여 제1 광학체(6)에 전달할 수 있다. 제2 방향(y)은 제1 방향(x)과 수직을 이룰 수 있다.The
제1 스캐너(4)와 제2 스캐너(5)는 입사되는 레이저 빔에 일정한 방향으로의 빔 편향(deflection)을 제공할 수 있는 미러일 수 있고, 입사되는 레이저 빔을 일정한 방향으로 편향 시킴으로써, 일정한 방향으로 레이저 빔을 스캐닝할 수 있다.The
반사체(7)는 구면 미러(spherical mirror)일 수 있다.The
레이저 스캐너(4, 5)와 반사체(7) 사이의 간격(d)은 반사체(7)의 곡률 반경(R)의 반(1/2)과 거의 같을 수 있다. 보다 구체적으로, 레이저 스캐너(4, 5)와 반사체(7) 사이의 간격(d)은, 반사체(7)의 곡률 반경을 R이라 할 때, (R/2)X0.91<d<(R/2)X1.09를 만족할 수 있다.The distance d between the
반사체(7)에 입사되는 레이저 빔의 입사 각(a)은 약 10도 이상, 보다 구체적으로 약 45도 이상일 수 있다.The incident angle a of the laser beam incident on the
제1 광학체(6)와 제2 광학체(9)는 구면 렌즈일 수 있으며, 제1 광학체(6)는 두 개의 구면 렌즈를 포함할 수 있다. 두 개의 구면 렌즈에는 각기 제1 스캐너(4)와 제2 스캐너(5)를 통과한 레이저 빔 중 적어도 한 레이저 빔이 통과하 수 있다.The first
제1 광학체(6)는 레이저 빔을 굴절시킬 수 있으며, 레이저 빔의 불필요하게 넓게 확산되는 것을 방지하여, 색수차를 방지하는 역할을 할 수 있다. 제1 광학체(6)는 레이저 빔을 구면 렌즈인 반사체(7)로 입사되도록 할 수 있다. 예를 들어, 제1 광학체(6)의 하나의 구면 렌즈는 제1 스캐너를 통해 스캐닝된 레이저 빔을 굴절시키고, 제1 광학체(6)의 나머지 하나의 구면 렌즈는 제2 스캐너를 통해 스캐닝된 레이저 빔을 굴절시킬 수 있다.The first
제1 광학체(6)의 광축은 레이저 스캐너(4, 5)에 대해 경사지는 방향과 나란할 수 있다. 제1 광학체(6)의 광축은 반사체(7)와 동축일 수 있다.The optical axis of the first
제2 광학체(9)는 레이저 빔 출력부와 보정부(3) 사이에 위치하며, 레이저 빔 출력부(1)로부터 출력된 레이저 빔(2)이 불필요하게 넓게 확산되는 것을 방지하여, 색수차를 방지하는 역할을 할 수 있다.The second
제2 광학체(9)의 제2 광학 파워(fa)와 제1 광학체(6)의 제1 광학 파워(optical power)(fb)는 0.1<-fb/fa<5를 만족할 수 있고, 보다 구체적으로 0.5<-fb/fa<0.9을 만족할 수 있다.The second optical power fa of the second
제1 광학체(6)와 제2 광학체(9)는 용융 실리카, 불화 칼슘, 불화 마그네슘 중 적어도 하나를 포함하는 유리(glass)일 수 있다. 제1 광학체(6)와 제2 광학체(9)는 짧은 파장의 레이저 빔, 예를 들어 자외선 영역의 레이저 빔에 의해 손상되지 않을 수 있다.The first
본 실시예에 따른 레이저 장치의 관측 시야(field of view)는 460mmx460mm보다 클 수 있고, 레이저 장치의 빔의 스팟(spot) 사이즈는 32μm보다 작을 수 있고, 레이저 빔 텔레센트릭 각도는 1.5도보다 작을 수 있다.The field of view of the laser device according to this embodiment may be greater than 460 mmx460 mm, the spot size of the beam of the laser device may be less than 32 μm, and the laser beam telecentric angle may be less than 1.5 degrees. can
그러면, 도 1과 함께 도 2 내지 도 5를 참고하여, 한 실시예에 따른 레이저 장치에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 도 2는 한 실시예에 따른 레이저 장치의 사시도이고, 도 3은 한 실시예에 따른 레이저 장치의 일부를 확대한 사시도이고, 도 4는 한 실시예에 따른 레이저 장치의 구동부의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 한 실시예에 따른 레이저 장치의 일부를 확대한 사시도이다.Then, with reference to FIGS. 2 to 5 together with FIG. 1 , a laser device according to an embodiment will be described in more detail. FIG. 2 is a perspective view of a laser device according to an embodiment, FIG. 3 is an enlarged perspective view of a part of the laser device according to an embodiment, and FIG. 4 is for explaining the operation of the driving unit of the laser device according to the embodiment FIG. 5 is an enlarged perspective view of a part of a laser device according to an embodiment.
먼저, 도 1과 함께 도 2를 참고하면, 레이저 빔 출력부(1)로부터 출력된 레이저 빔(2)은 보정부(3)를 통해 보정된 후 레이저 스캐너(4, 5)를 통해 한 평면 상 서로 다른 두 방향으로 스캐닝된 후, 반사체(7)에서 반사되어 처리 기판(8)에 조사된다. 이 때, 레이저 스캐너(4, 5)에서 방사된 레이저 빔은 제1 광학체(6)를 통해 색수차가 보정되어 반사체(7)에 입사될 수 있다. 또한, 레이저 빔 출력부(1)로부터 출력된 레이저 빔(2)은 보정부(3)에 입사되기 전에 제2 광학체(9)를 통해 색수차가 보정되어 보정부(3)에 입사될 수 있다.First, referring to FIG. 2 together with FIG. 1 , the
도 2에 도시한 바와 같이, 반사체(7)에서 반사되어 처리 기판(8)에 입사되는 레이저 빔은 위치에 상관 없이 처리 기판(8) 표면과 거의 수직을 이루도록 입사될 수 있고, 각 레이저 빔은 보정부(3)에 의해 보정되어, 레이저가 입사되는 면적이 좁고, 에너지가 좁은 영역에 집중된(focused) 에너지 스팟을 가지도록 입사되어, 미세 패턴 등을 형성하는데 이용될 수 있다.As shown in FIG. 2 , the laser beam reflected from the
도 1 및 도 2와 함께 도 3을 참고하면, 레이저 빔 출력부(1)로부터 출력된 레이저 빔(2)은 보정부(3)에 입사된 후, 보정부(3)를 통해 보정되어 레이저 스캐너(4, 5)로 입사된다. 이 때, 레이저 빔 출력부(1)로부터 출력된 레이저 빔(2)은 제2 광학체(9)를 통해 색수차가 보정된 후, 보정부(3)로 입력될 수 있다.Referring to FIG. 3 together with FIGS. 1 and 2 , the
보정부(3)는 레이저 스캐너(4, 5)의 스캐닝을 위한 각도에서 수차(aberration)를 보정한다.The
앞서 설명한 바와 같이, 제어부(10)는 레이저 스캐너(4, 5)의 스캐닝을 위한 각도 정보를 수신하여, 메모리(11)에서 레이저 스캐너(4, 5)의 각도에 따른 보정부(3)의 형상에 대한 데이터를 읽어 이에 따라 보정부(3)를 제어한다.As described above, the
도 4에 레이저 스캐너(4, 5)의 스캐닝 각도에 따른 보정부(3)의 형상의 한 예를 나타내었다. 도 4를 참고하면, 레이저 스캐너(4, 5)의 스캐닝 각도에 따라 보정부(3)의 형상이 기 설정되어 있으며, 이 기 설정된 값은 제어부(10)의 메모리(11)에 저장되어 있다.An example of the shape of the
보정부(3)는 변형 가능한 미러(deformable mirror)일 수 있고, 보정부(3)는 마이크로 멤브레인(micro-membrane), 압전(piezo-electric) 소자, 멤스(mems) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The compensating
보정부(3)는, 제어부(10)에 의해, 기 설정된 형상을 가지도록 변형될 수 있다.The
이 때, 제어부(10)는 메모리(11) 내에 저장되지 않은 레이저 스캐너(4, 5)의 각도를 수신할 경우, 인접한 두 각도의 데이터를 이용하여 보간 방법으로 보정하여 사용할 수 있다.In this case, when the
이처럼, 레이저 빔 출력부(1)로부터 출력된 레이저 빔(2)은 보정부(3)에서 레이저 스캐너(4, 5)의 스캐닝 위치에 따라 수차가 보정된 후, 레이저 스캐너(4, 5)에 입사됨으로써, 레이저 빔의 에너지 스팟 사이즈를 줄일 수 있다. 예를 들어, 레이저 스캐너(4, 5)의 스캔 영역이 약 460mmX460mm의 크기인 경우, 레이저 빔의 에너지 스팟 사이즈는 약 32μm일 수 있다.As such, the
도 1 및 도 2와 함께 도 5를 참고하면, 보정부(3)에서 보정된 레이저 빔이 레이저 스캐너(4, 5)에 의해 스캐닝된 후, 제1 광학체(6)를 통해 색수차가 보정된 후 반사체(7)에 입사된다.Referring to FIG. 5 together with FIGS. 1 and 2 , after the laser beam corrected by the
제1 광학체(6)는 구면 렌즈일 수 있으며, 제1 광학체(6)는 두 개의 구면 렌즈(6a, 6b)를 포함할 수 있다.The first
제1 광학체(6)는 레이저 스캐너(4, 5)에 의해 스캐닝되는 레이저 빔을 굴절시킬 수 있으며, 레이저 빔의 불필요하게 넓게 확산되는 것을 방지하여, 색수차를 방지하는 역할을 할 수 있다. 제1 광학체(6)는 레이저 빔을 구면 렌즈인 반사체(7)로 입사되도록 할 수 있다. 예를 들어, 제1 광학체(6)의 하나의 구면 렌즈는 제1 스캐너를 통해 스캐닝된 레이저 빔을 굴절시키고, 제1 광학체(6)의 나머지 하나의 구면 렌즈는 제2 스캐너를 통해 스캐닝된 레이저 빔을 굴절시킬 수 있다.The first
도 1의 (b)와 함께 도 5를 참고하면, 제1 광학체(6)의 광축은 반사체(7)와 동축일 수 있다. Referring to FIG. 5 together with FIG. 1B , the optical axis of the first
반사체(7)에서 반사되어, 처리 기판(8)으로 입사되는 레이저 빔은 약 5도보다 작은 텔레센트릭 각도를 가질 수 있고, 보다 구체적으로 1.5도보다 작은 텔레센트릭 각도를 가질 수 있다.The laser beam reflected from the
텔레센트릭 각도(a)는 a=d/(R/2)의 식으로 표현된다. d는 레이저 스캐너(4, 5)와 반사체(7) 사이의 간격이고, R은 반사체(7)의 곡률 반경이다.The telecentric angle a is expressed by the formula a=d/(R/2). d is the distance between the
앞서 설명한 바와 같이, 레이저 스캐너(4, 5)와 반사체(7) 사이의 간격(d)은, 반사체(7)의 곡률 반경을 R이라 할 때, (R/2)X0.91<d<(R/2)X1.09를 만족할 수 있기 때문에, 반사체(7)에서 반사되어 처리 기판(8)으로 입사되는 레이저 빔의 텔레센트릭 각도(a)는 1.5도보다 작을 수 있다.As described above, the distance d between the
제1 광학체(6)는 50mm보다 작은 크기의 구면 렌즈일 수 있다. 또한, 제1 광학체(6)는 용융 실리카, 불화 칼슘, 불화 마그네슘 중 적어도 하나를 포함하는 유리(glass)일 수 있다.The first
앞서 설명한 바와 같이, 레이저 빔 출력부(1)로부터 출력된 레이저 빔(2)의 파장은 약 400nm이하, 바람직하게는 약 360nm 미만일 수 있고, 제1 광학체(6)는 용융 실리카, 불화 칼슘, 불화 마그네슘 중 적어도 하나를 포함하는 유리(glass)일 수 있고, 이에 따라 제1 광학체(6)과 레이저 빔에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.As described above, the wavelength of the
반사체(7)의 크기는 500mmX500mm일 수 있으며, 제1 광학체(6)를 레이저 스캐너(4, 5)에 인접하도록 배치하여, 작은 크기의 제1 광학체(6)를 이용하여, 큰 크기를 가지는 반사체(7)에 입사되는 레이저 빔의 수차를 보정할 수 있다.The size of the
실시예에 따르면, 짧은 파장의 높은 에너지를 가지는 레이저 빔을 이용하여, 제어부에 의해 레이저 빔의 입사 각도에 따라 수차를 보정할 수 있는 보정부를 포함하고, 광학체를 통해 추가적으로 수차를 보정함으로써, 넓은 2차원 면적에 포커싱된 강도의 레이저가 입사될 수 있도록 조절할 수 있고, 이에 따라 대면적 기판에 미세 패턴 등을 형성하도록 처리할 수 있다.According to the embodiment, by using a laser beam having high energy of a short wavelength, a correction unit capable of correcting aberration according to an incident angle of the laser beam by the controller is included, and by additionally correcting the aberration through an optical body, a wide It can be adjusted so that the laser of the focused intensity is incident on the two-dimensional area, and accordingly, it can be processed to form a fine pattern or the like on a large-area substrate.
도 1 내지 도 5와 함께, 도 6을 참고하여, 한 실시예에 따른 레이저 장치의 처리 방법에 대하여 설명한다. 도 6은 한 실시예에 따른 레이저 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.A processing method of a laser device according to an exemplary embodiment will be described with reference to FIG. 6 along with FIGS. 1 to 5 . 6 is a flowchart illustrating a method of controlling a laser device according to an exemplary embodiment.
먼저, 레이저 빔이 입사될 처리 기판(8)의 위치에 따른 레이저 스캐너(4, 5)의 스캐닝 방향을 결정한다. (S10)First, the scanning direction of the
레이저 스캐너(4, 5)의 스캐닝 방향은 처리될 기판(8)의 영역 내에 레이저 빔이 조사될 위치에 따라 변경 가능하다.The scanning direction of the
레이저 스캐너(4, 5)의 스캐닝 방향이 결정되면, 제어부(10)는 스캐닝 방향 데이터를 수신한다. (S20)When the scanning direction of the
제어부(10)가 레이저 스캐너(4, 5)의 스캐닝 방향 데이터를 수신한 후, 메모리(11)에 저장되어 있는 보정부(3)의 데이터를 읽고, 필요한 경우 보간 방법을 통해 데이터를 생성한 후, 제어부(10)의 데이터를 이용하여, 보정부(3)를 제어한다. (S30).After the
보다 구체적으로, 제어부(10)는 보정부(3)의 미러의 형상을 기 설정된 형상으로 변형시킨다. 앞서 설명한 바와 같이, 레이저 스캐너(4, 5)의 스캐닝 위치에 따라 보정부(3)의 형상이 기 설정되어 있으며, 이 기 설정된 값은 제어부(10)의 메모리(11)에 저장되어 있다. 보정부(3)는 변형 가능한 미러(deformable mirror)일 수 있고, 보정부(3)는 마이크로 멤브레인(micro-membrane), 압전(piezo-electric) 소자, 멤스(mems) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 제어부(10)에 의해 일정한 형상을 가지도록 변형될 수 있다.More specifically, the
이처럼, 제어부(10)가 보정부(3)를 제어하여, 보정부(3)의 형상을 변형시킨 후, 레이저 빔 출력부(1)로부터 레이저 빔이 출사되고, 레이저 빔 출력부(1)로부터 출사된 레이저 빔(2)은 보정부(3)에 입사된 후, 보정부(3)를 통해 1차 보정된다. (S40). 보정부(3)는 레이저 스캐너(4, 5)의 스캐닝을 위한 각도에 따른 수차(aberration)를 보정한다.In this way, after the
보정부(3)를 통해 1차 보정된 레이저 빔은 레이저 스캐너(4, 5)로 입사되어, 스캐닝된다.The laser beam first corrected by the
이 때, 레이저 빔 출력부(1)로부터 출력된 레이저 빔(2)은 보정부(3)에서 1차 보정되기 전, 제2 광학체(9)를 통해 색수차가 선보정된 후, 보정부(3)로 입력될 수도 있다. 제2 광학체(9)는 구면 렌즈일 수 있다.At this time, the
보정부(3)를 통해 1차 보정된 후 레이저 스캐너(4, 5)로 통과하여 스캐닝된 레이저 빔은 제1 광학체(6)를 통해 2차 보정된다. (S50).The laser beam scanned by passing through the
레이저 빔이 제1 광학체(6)를 통해 2차 보정됨으로써, 색수차가 보정된다.The laser beam is secondary corrected through the first
제1 광학체(6)는 구면 렌즈일 수 있으며, 제1 광학체(6)는 두 개의 구면 렌즈(6a, 6b)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 광학체(6)의 하나의 구면 렌즈(6a)에는 제1 스캐너(4)를 통해 스캐닝된 레이저 빔이 통과되고, 제1 광학체(6)의 나머지 하나의 구면 렌즈(6b)에는 제2 스캐너(5)를 통해 스캐닝된 레이저 빔이 통과되어, 2차 보정될 수 있다.The first
제1 광학체(6)를 통해 2차 보정된 레이저 빔은 반사체(7)로 입사된다. (S60)The laser beam corrected secondarily through the first
반사체(7)는 구면 미러일 수 있다.The
제1 광학체(6)는 두 개의 구면 렌즈(6a, 6b)를 포함할 수 있고, 구면 렌즈(6a, 6b)의 축은 반사체(7)인 구면 미러의 축과 나란할 수 있다.The first
제1 광학체(6)는 레이저 스캐너(4, 5)에 의해 스캐닝되는 레이저 빔을 굴절시킬 수 있으며, 레이저 빔의 불필요하게 넓게 확산되는 것을 방지하여, 색수차를 방지하는 역할을 할 수 있다. 제1 광학체(6)는 레이저 빔을 구면 렌즈인 반사체(7)로 입사되도록 할 수 있다.The first
제1 광학체(6)는 50mm보다 작은 크기의 구면 렌즈일 수 있다. 또한, 제1 광학체(6)는 용융 실리카, 불화 칼슘, 불화 마그네슘 중 적어도 하나를 포함하는 유리(glass)일 수 있다.The first
앞서 설명한 바와 같이, 레이저 빔 출력부(1)로부터 출력된 레이저 빔(2)의 파장은 약 400nm이하, 바람직하게는 약 360nm 미만일 수 있고, 제1 광학체(6)는 용융 실리카, 불화 칼슘, 불화 마그네슘 중 적어도 하나를 포함하는 유리(glass)일 수 있고, 이에 따라 제1 광학체(6)과 레이저 빔에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.As described above, the wavelength of the
반사체(7)의 크기는 500mmX500mm일 수 있으며, 제1 광학체(6)를 레이저 스캐너(4, 5)에 인접하도록 배치하여, 작은 크기의 제1 광학체(6)를 이용하여, 큰 크기를 가지는 반사체(7)에 입사되는 레이저 빔의 수차를 보정할 수 있다.The size of the
반사체(7)에서 반사된 레이저 빔은 처리 기판(8)으로 입사된다. (S70)The laser beam reflected from the
이 때 처리 기판(8)으로 입사되는 레이저 빔은 보정부(3)를 통해 1차 보정되고, 제1 광학체(6)를 통해 2차 보정된 후 반사체(7)에서 반사되어, 처리 기판(8)에 입사되는 레이저 빔은 약 5도보다 작은 텔레센트릭 각도를 가질 수 있고, 보다 구체적으로 1.5도보다 작은 텔레센트릭 각도를 가질 수 있다.At this time, the laser beam incident on the
텔레센트릭 각도(a)는 a=d/(R/2)의 식으로 표현된다. d는 레이저 스캐너(4, 5)와 반사체(7) 사이의 간격이고, R은 반사체(7)의 곡률 반경이다.The telecentric angle a is expressed by the formula a=d/(R/2). d is the distance between the
앞서 설명한 바와 같이, 레이저 스캐너(4, 5)와 반사체(7) 사이의 간격(d)은, 반사체(7)의 곡률 반경을 R이라 할 때, (R/2)X0.91<d<(R/2)X1.09를 만족할 수 있기 때문에, 반사체(7)에서 반사되어 처리 기판(8)으로 입사되는 레이저 빔의 텔레센트릭 각도(a)는 1.5도보다 작을 수 있다.As described above, the distance d between the
실시예에 따른 레이저 장치의 처리 방법에 따르면, 실시예에 따르면, 짧은 파장의 높은 에너지를 가지는 레이저 빔을 이용하여, 제어부에 의해 레이저 빔의 입사 각도에 따라 수차를 보정할 수 있는 보정부를 통해 1차 보정하는 단계와 광학체를 통해 추가적으로 수차를 보정하는 2차 보정하는 단계를 포함함으로써, 넓은 2차원 면적에 에너지가 좁은 면적에 집중된 레이저가 입사될 수 있도록 조절할 수 있고, 이에 따라 대면적 기판에 미세 패턴 등을 형성하도록 처리할 수 있다.According to the processing method of the laser device according to the embodiment, according to the embodiment, using a laser beam having a high energy of a short wavelength, the
그러면, 도 7a 및 도 7a, 도 8a 및 도 8b, 도 9, 그리고 도 10a 및 도 10b를 참고하여, 한 실험예에 대하여 설명한다.Then, an experimental example will be described with reference to FIGS. 7A and 7A, 8A and 8B, 9, and 10A and 10B.
도 7a 및 도 7a는 한 실험예에 따른 결과를 나타내는 도면이고, 도 8a 및 도 8b는 한 실험예에 따른 결과를 나타내는 도면이고, 도 9는 한 실험예의 결과를 도시한 그래프이고, 도 10a 및 도 10b는 한 실험예에 따른 결과를 나타내는 도면이다.7A and 7A are diagrams showing results according to one experimental example, FIGS. 8A and 8B are diagrams showing results according to one experimental example, FIG. 9 is a graph showing the results of one experimental example, FIGS. 10A and 10A and 10B is a diagram illustrating a result according to an experimental example.
본 실험예에서는 실시예에 따른 레이저 장치와 같이 보정부(3)를 포함하는 제1 경우와 보정부(3)를 포함하지 않는 제2 경우에 대하여 위치에 따른 레이저 스팟을 측정하였고, 그 결과를 도 6a 및 도 6b, 도 7a 및 도 7b, 도 8a 및 도 8b에 나타내었다.In this experimental example, laser spots according to positions were measured for the first case including the compensating
도 7a 및 도 7b는 레이저 에너지 스팟을 위치에 따라 나타낸 그래프이고, 도 8a 및 도 8b는 레이저 에너지 분포를 나타낸 시뮬레이션 결과 사진이고, 도 9는 한 실험예의 결과를 도시한 그래프이고, 도 10a 및 도 10b는 레이저 빔을 측정한 현미경 사진이다.7A and 7B are graphs showing laser energy spots according to positions, FIGS. 8A and 8B are images of simulation results showing laser energy distribution, and FIG. 10b is a micrograph of a laser beam measurement.
도 7a, 도 8a, 도 10a는 제1 경우의 결과를 나타내고, 도 7b, 도 8b, 도 10b는 제2 경우의 결과를 나타낸다. 도 9는 제1 경우에 측정한 레이저 빔의 에너지 분포 그래프이다.7A, 8A, and 10A show the results of the first case, and FIGS. 7B, 8B, and 10B show the results of the second case. 9 is a graph of energy distribution of a laser beam measured in the first case.
도 7a, 도 8a, 도 10a와 함께 도 7b, 도 8b, 도 10b를 참고하면, 실시예에 따른 레이저 장치와 같이 보정부(3)를 포함하는 제1 경우, 보정부(3)를 포함하지 않는 제2 경우에 비하여, 좁은 영역에 높은 에너지를 가지는 레이저 빔이 조사됨을 알 수 있었다.Referring to FIGS. 7B, 8B, and 10B together with FIGS. 7A, 8A, and 10A, in the first case including the compensating
보다 구체적으로, 도 9를 참고하면, 제1 경우에서 에너지는 -16㎛ 내지 +16㎛에 집중되어, 레이저 빔의 에너지가 집중된 스팟의 크기는 32㎛이었음을 알 수 있었다.More specifically, referring to FIG. 9 , in the first case, energy was concentrated at -16 μm to +16 μm, and it was found that the size of the spot where the energy of the laser beam was concentrated was 32 μm.
반면, 제2 경우에서 에너지가 집중된 스팟의 크기는 2mm 이상이었다.On the other hand, in the second case, the size of the spot where energy was concentrated was 2 mm or more.
이처럼, 제2 경우에 따르면, 에너지 분포가 균일한 면적에 분포되어, 레이저 빔의 수차가 개선됨을 알 수 있었으나, 레이저 빔의 에너지가 상대적으로 넓은 면적에 분포되어, 미세 패턴을 형성할 수 있을 정도의 에너지가 집중된 레이저 빔이 처리 기판에 입사되기 어려움을 알 수 있었다.As such, according to the second case, it can be seen that the energy distribution is distributed over a uniform area, so that the aberration of the laser beam is improved. It was found that it was difficult for the laser beam with the concentrated energy to be incident on the processing substrate.
그러나 본 시예와 같이 레이저 빔을 보정부를 통해 1차 보정한 후 광학체를 통해 2차 보정하는 제1 경우에 따르면, 레이저 빔의 색수차가 보정될 뿐만 아니라, 레이저 빔이 에너지가 집중되는 레이저 스팟의 크기가 상대적으로 작고, 예를 들어, 에너지가 집중된 스팟의 크기는 32㎛이었으며, 이에 따라 좁은 영역에 에너지가 집중된 레이저 빔이 처리 기판에 입사될 수 있음을 알 수 있었다. 이에 따라 실시예에 따른 레이저 장치와 레이저 장치 처리 방법에 따르면, 처리 기판 위에 미세 패턴을 형성할 수 있도록 좁은 영역에 에너지가 집중되고 색수차가 개선된 레이저 빔이 입사될 수 있음을 알 수 있었다.However, according to the first case in which the laser beam is first corrected through the correction unit and then secondary corrected through the optical body as in the present embodiment, not only the chromatic aberration of the laser beam is corrected, but also the laser spot where the energy of the laser beam is concentrated. The size is relatively small and, for example, the size of the energy-focused spot is 32 μm, and thus it can be seen that a laser beam with energy-concentrated energy in a narrow area can be incident on the processing substrate. Accordingly, it was found that, according to the laser device and the laser device processing method according to the embodiment, a laser beam with improved chromatic aberration and energy concentration in a narrow area to form a fine pattern on a processing substrate may be incident.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also provided. is within the scope of the right.
1: 레이저 출력부
3: 보정부
4, 5: 레이저 스캐너
6, 9: 광학체
7: 반사체
8: 처리 기판
10: 제어부
11: 메모리1: Laser output unit 3: Compensation unit
4, 5:
7: reflector 8: processing substrate
10: control unit 11: memory
Claims (20)
상기 레이저 빔 출력부로부터 출사된 레이저 빔을 보정하는 보정부,
상기 보정부에서 보정된 상기 레이저 빔을 스캐닝하는 레이저 스캐너,
상기 레이저 스캐너로부터 스캐닝된 상기 레이저 빔을 처리 기판으로 반사하는 반사체, 그리고
상기 보정부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 레이저 스캐너의 스캐닝 조건에 따라 상기 보정부를 제어하는 레이저 장치.
laser beam output,
a correction unit for correcting the laser beam emitted from the laser beam output unit;
a laser scanner for scanning the laser beam corrected by the compensator;
a reflector for reflecting the laser beam scanned from the laser scanner to a processing substrate; and
A control unit for controlling the correction unit,
The control unit controls the compensator according to a scanning condition of the laser scanner.
상기 보정부는 변형 가능한 미러를 포함하는 레이저 장치.
In claim 1,
The compensator includes a deformable mirror.
상기 보정부는 마이크로 멤브레인, 압전 소자, 멤스 중 적어도 하나를 포함하는 레이저 장치.
In claim 2,
The compensator includes at least one of a micro-membrane, a piezoelectric element, and a MEMS.
상기 제어부는 메모리를 포함하고,
상기 메모리는 상기 레이저 스캐너의 스캐닝 각도에 따른 상기 보정부의 형상 데이터를 저장하는 레이저 장치.
In claim 1,
The control unit includes a memory,
The memory is a laser device for storing shape data of the correction unit according to the scanning angle of the laser scanner.
상기 레이저 스캐너는 제1 스캐너와 제2 스캐너를 포함하고,
상기 제1 스캐너는 상기 레이저 빔을 제1 방향을 따라 스캐닝하고,
상기 제2 스캐너는 상기 레이저 빔을 상기 제1 방향과 수직을 이루는 제2 방향을 따라 스캐닝하는 레이저 장치.
In claim 1,
The laser scanner includes a first scanner and a second scanner,
The first scanner scans the laser beam in a first direction,
The second scanner scans the laser beam in a second direction perpendicular to the first direction.
상기 레이저 스캐너와 상기 반사체 사이에 위치하는 제1 광학체를 더 포함하고,
상기 제1 광학체는 상기 반사체보다 상기 레이저 스캐너에 인접하여 배치되는 레이저 장치.
In claim 1,
Further comprising a first optical body positioned between the laser scanner and the reflector,
The first optical body is disposed closer to the laser scanner than the reflector.
상기 제1 광학체는 구면 렌즈인 레이저 장치.
In claim 6,
The first optical body is a spherical lens.
상기 반사체는 구면 미러인 레이저 장치.
In claim 7,
The reflector is a spherical mirror.
상기 구면 렌즈의 축과 상기 구면 미러의 축은 서로 나란한 레이저 장치.
In claim 8,
The axis of the spherical lens and the axis of the spherical mirror are parallel to each other.
상기 레이저 스캐너와 상기 반사체 사이의 간격(d)은 상기 구면 미러의 곡률 반경(R)에 대하여 R/2)X0.91<d<(R/2)X1.09를 만족하는 레이저 장치.
In claim 8,
The distance d between the laser scanner and the reflector satisfies R/2)X0.91<d<(R/2)X1.09 with respect to the radius of curvature R of the spherical mirror.
상기 레이저 빔 출력부와 상기 보정부 사이에 위치하는 제2 광학체를 더 포함하고,
상기 제2 광학체는 구면 렌즈인 레이저 장치.
In claim 1,
Further comprising a second optical body positioned between the laser beam output unit and the correction unit,
The second optical body is a spherical lens.
제어부가 상기 레이저 스캐너의 방향 정보를 수신하여, 상기 레이저 스캐너 방향 정보에 따라 보정부를 제어하는 단계,
레이저 빔 출력부에서 출사된 레이저 빔의 상기 보정부를 통해 1차 보정되는 단계,
상기 1차 보정된 상기 레이저 빔이 상기 레이저 스캐너에 의해 스캐닝되는 단계,
상기 스캐닝된 상기 레이저 빔을 반사체로 입사시키는 단계,
상기 반사체로부터 반사된 레이저 빔을 상기 처리 기판 위에 입사시키는 단계를 포함하는 레이저 장치 처리 방법.
determining the direction of the laser scanner according to the position at which the laser beam is to be incident on the processing substrate;
receiving, by a control unit, direction information of the laser scanner, and controlling a correction unit according to the laser scanner direction information;
A step of primary correction through the correction unit of the laser beam emitted from the laser beam output unit;
scanning the first corrected laser beam by the laser scanner;
injecting the scanned laser beam into a reflector;
and projecting a laser beam reflected from the reflector onto the processing substrate.
상기 보정부는 변형 가능한 미러를 포함하고,
상기 보정부를 제어하는 단계는 상기 레이저 스캐너 방향 정보에 따라 상기 보정부의 형상을 변화시키는 레이저 장치 처리 방법.
In claim 12,
The compensator includes a deformable mirror,
The controlling of the compensating unit may include changing the shape of the compensating unit according to the laser scanner direction information.
상기 제어부는 메모리를 포함하고,
상기 메모리에는 상기 레이저 스캐너의 스캐닝 방향 정보에 따른 상기 보정부의 형상 데이터가 저장되고,
상기 제어부는 상기 메모리에서 상기 보정부의 상기 형상 데이터를 읽어 이에 따라 상기 보정부의 형상을 변화시키는 레이저 장치 처리 방법.
In claim 13,
The control unit includes a memory,
The memory stores the shape data of the correction unit according to the scanning direction information of the laser scanner,
The control unit reads the shape data of the compensating unit from the memory and changes the shape of the compensating unit accordingly.
상기 레이저 스캐너는 제1 스캐너와 제2 스캐너를 포함하고,
상기 스캐닝되는 단계는 상기 제1 스캐너를 통해 상기 레이저 빔을 제1 방향을 따라 스캐닝하는 단계와 상기 제2 스캐너를 통해 상기 레이저 빔을 상기 제1 방향과 수직을 이루는 제2 방향을 따라 스캐닝하는 단계를 포함하는 레이저 장치 처리 방법.
In claim 12,
The laser scanner includes a first scanner and a second scanner,
The scanning may include scanning the laser beam in a first direction through the first scanner and scanning the laser beam in a second direction perpendicular to the first direction through the second scanner A laser device processing method comprising a.
상기 레이저 스캐너에 의해 상기 스캐닝된 상기 레이저 빔을 2차 보정하는 단계를 더 포함하고,
상기 2차 보정하는 단계는 상기 레이저 스캐너와 상기 반사체로 사이에 위치하는 제1 광학체를 이용하는 레이저 장치 처리 방법.
In claim 12,
Secondary correction of the laser beam scanned by the laser scanner,
The second correction is a laser device processing method using a first optical body positioned between the laser scanner and the reflector.
상기 2차 보정하는 단계는 상기 레이저 스캐너를 통과한 상기 레이저 빔을 구면 렌즈에 통과시키는 단계인 레이저 장치 처리 방법.
17. In claim 16,
The second correction is a laser device processing method in which the laser beam that has passed through the laser scanner is passed through a spherical lens.
상기 반사체는 구면 미러이고,
상기 반사체로부터 반사된 상기 레이저 빔은 상기 구면 렌즈 표면에서 반사되는 레이저 장치 처리 방법.
In claim 17,
The reflector is a spherical mirror,
The laser beam reflected from the reflector is reflected on the surface of the spherical lens.
상기 구면 렌즈의 축과 상기 구면 미러의 축은 서로 나란하도록 배치되는 레이저 장치 처리 방법.
In claim 18,
An axis of the spherical lens and an axis of the spherical mirror are arranged to be parallel to each other.
상기 레이저 스캐너와 상기 반사체 사이의 간격(d)은 상기 구면 미러의 곡률 반경(R)에 대하여 R/2)X0.91<d<(R/2)X1.09를 만족하도록 배치되는 레이저 장치 처리 방법.In claim 18,
The distance d between the laser scanner and the reflector is arranged to satisfy R/2)X0.91<d<(R/2)X1.09 with respect to the radius of curvature R of the spherical mirror. Way.
Priority Applications (2)
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CN202110318399.8A CN114083116A (en) | 2020-08-04 | 2021-03-25 | Laser device and laser device processing method |
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