特許 5827941 レーザー処理装置及びその制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5827941

(24)【登録日】2015年10月23日

(45)【発行日】2015年12月2日

(54)【発明の名称】レーザー処理装置及びその制御方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/268 20060101AFI20151112BHJP

   B23K 26/12 20140101ALI20151112BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/268 G

   H01L21/268 T

   B23K26/12

【請求項の数】3

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2012-276995(P2012-276995)

(22)【出願日】2012年12月19日

(65)【公開番号】特開2013-131753(P2013-131753A)

(43)【公開日】2013年7月4日

【審査請求日】2012年12月19日

(31)【優先権主張番号】10-2011-0138701

(32)【優先日】2011年12月20日

(33)【優先権主張国】KR

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】510223380

【氏名又は名称】エーピー システムズ インコーポレイテッド

(73)【特許権者】

【識別番号】513032220

【氏名又は名称】サムスン・ディスプレイ・カンパニー・リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＳＡＭＳＵＮＧ ＤＩＳＰＬＡＹ ＣＯ．， ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(74)【代理人】

【識別番号】100142907

【弁理士】

【氏名又は名称】本田 淳

(72)【発明者】

【氏名】パク フン ウク

(72)【発明者】

【氏名】イム キ ソク

(72)【発明者】

【氏名】キム スン ジン

(72)【発明者】

【氏名】チョイ ドン キュ

【審査官】 桑原 清

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−１４０２３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２９４１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３４４６７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０８５８８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／２６８

Ｂ２３Ｋ ２６／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザー処理装置であって、
反応チャンバーの内部に設置され、基板が載置されるステージと、
前記ステージに備えられ、前記基板と前記ステージとの間の酸素を前記反応チャンバーの外部に排出する真空部と、
前記ステージに基板が載置されると、前記ステージの中央部から外側方向に順次酸素排出作業が実施されるように前記真空部に作動信号を送信する制御部と
を備え、
前記ステージは、
前記ステージの中央を横切るように配置され、前記ステージを二つの対称な区域に分割する中央部と、
前記中央部に隣接した第１の側部と、
前記第１の側部の外側に隣接した第２の側部と、
前記第２の側部の外側に隣接した第３の側部と、
前記第２の側部を横切るように配置された複数の交差部とを含み、
前記真空部は、前記ステージに備えられた複数の真空ホール部を含み、
前記複数の真空ホール部は、
前記中央部の内部に形成された第１の真空ホール部と、
前記第１の側部の内部に形成された第２の真空ホール部と、
前記第２の側部の内部に形成された第３の真空ホール部と、
前記第３の側部の内部に形成された第４の真空ホール部と、
前記交差部の内部に形成された第５の真空ホール部と、
を含み、
前記制御部は、前記第１の側部と、前記第２の側部及び前記第３の側部の方向に順次酸素の排出作業を実施した後、前記第２の側部を横切る前記複数の交差部から再び酸素排出を行って、前記基板の中央部と側端部との間に残存する酸素を除去することを特徴とするレーザー処理装置。

【請求項2】

前記真空部は、
前記複数の真空ホール部に連結され、前記反応チャンバーの外部に酸素を排出する真空ポンプを含むことを特徴とする、請求項１に記載のレーザー処理装置。

【請求項3】

レーザー処理装置の制御方法であって、
反応チャンバーの内部に設置されたステージに基板が載置されると、前記ステージの中央部から酸素を排出する段階と、
前記中央部からの酸素排出が完了すると、前記中央部に隣接した第１の側部から酸素を排出する段階と、
前記第１の側部からの酸素排出が完了すると、前記第１の側部の外側に隣接した第２の側部から酸素を排出する段階と、
前記第２の側部からの酸素排出が完了すると、前記第２の側部の外側に隣接した第３の側部から酸素を排出する段階と、
前記第３の側部からの酸素排出が完了すると、前記第２の側部を横切る複数の交差部から再び酸素を排出して、前記基板の中央部と側端部との間に残存する酸素を除去する段階とを含むことを特徴とする方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザー処理装置及びその制御方法に関し、特に、基板でレーザー処理が要求される部分のみに選択的にレーザー処理を実施することができ、基板がステージに載置されるときに基板とステージとの間に気体が残存することを防止することができるレーザー処理装置及びその制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体素子、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）素子、及び太陽電池素子などを製造するとき、高温で薄膜を蒸着すると、熱化学反応によって反応炉が汚染したり、所望しなかった化合物が生成されるなどの多くの問題が発生する。

【0003】

したがって、低い温度で薄膜を蒸着するためにレーザー励起プラズマ化学気相蒸着などが使用されている。
一方、基板の大型化によって薄膜蒸着後のアニーリング時に均一性を確保しにくいので、多様な代案が提示されており、その一つがレーザーを用いたアニーリング方法である。

【0004】

反応チャンバーには反応ガス流出入口が設けられ、上端には石英窓が設置される。石英窓の上側にはレーザー装置が設置され、レーザー装置から照射されるレーザービームは、石英窓を通過して反応チャンバー内の基板に到逹する。

【0005】

レーザービームは、カーテン形態で基板に対して垂直に又は少し傾いた状態で照射される。
基板がレーザービームの面に対して一側方向に水平に移動することによって、基板の全面にレーザービームの照射が行われる。

【0006】

本発明の背景技術は、特許文献１（２０１０年１２月３１日公開、発明の名称：エネルギービームの長さ及び強度調節が可能なレーザー処理装置）に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】大韓民国公開特許公報第１０−２０１０−０１３８５０９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

一般的なレーザー処理装置は、基板全体にレーザービームを照射してレーザー処理を行うので、基板で処理が要求されない部分にまでレーザービームが照射され、レーザー処理に必要とされる時間を減少させにくいという問題を有する。

【0009】

また、一般的なレーザー処理装置は、基板がステージに載置されるときに基板とステージとの間に残存する気体を除去する別途の装置がないので、大型の基板がステージに載置されると、基板とステージとの間に気体が残存し得る。

【0010】

基板がステージに載置されると、基板とステージとの間に残存する気体は、気泡を発生させるようになり、基板の平坦度を一定しない。さらに、レーザー処理の間に、基板とステージとの間に残存する気体は、レーザービームを焦点範囲から逸脱させ、基板の全体面積に対する熱処理を不均一にするという問題を有する。

【0011】

したがって、これを改善する必要性が要請される。
本発明は、基板でレーザー処理が要求される部分のみに選択的にレーザー処理を実施することができ、基板がステージに載置されるときに基板とステージとの間に気体が残存することを防止することができるレーザー処理装置及びその制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

前記のような目的を達成するために、本発明は、反応チャンバーの内部に設置され、基板が載置されるステージと、前記ステージに備えられ、基板と前記ステージとの間の酸素を前記反応チャンバーの外部に排出する真空部と、前記ステージに基板が載置されると、前記ステージの中央部から外側方向に順次酸素排出作業が実施されるように前記真空部に作動信号を送信する制御部とを備えることを特徴とするレーザー処理装置を提供する。

【0013】

また、前記真空部は、前記ステージに備えられる複数の真空ホール部と、前記真空ホール部に連結され、前記反応チャンバーの外部に酸素を排出する真空ポンプとを含むことを特徴とする。

【0014】

また、前記ステージは、前記ステージの中央を横切るように配置され、前記ステージを二つの対称な区域に分割する中央部と、前記中央部に隣接した第１の側部と、前記第１の側部の外側に隣接した第２の側部と、前記第２の側部の外側に隣接した第３の側部と、前記第２の側部を横切るように配置された複数の交差部とを含むことを特徴とする。

【0015】

また、前記真空ホール部は、前記中央部の内部に形成された第１の真空ホール部と、前記第１の側部の内部に形成された第２の真空ホール部と、前記第２の側部の内部に形成された第３の真空ホール部と、前記第３の側部の内部に形成された第４の真空ホール部と、前記交差部の内部に形成された第５の真空ホール部とを含むことを特徴とする。

【0016】

また、本発明は、反応チャンバーの内部に設置されるステージに基板が載置されると、前記ステージの中央部から酸素を排出する段階と、前記中央部からの酸素排出が完了すると、前記中央部に隣接した第１の側部から酸素を排出する段階と、前記第１の側部からの酸素排出が完了すると、前記第１の側部の外側に隣接した第２の側部から酸素を排出する段階と、前記第２の側部からの酸素排出が完了すると、前記第２の側部の外側に隣接した第３の側部から酸素を排出する段階と、前記第３の側部からの酸素排出が完了すると、前記第２の側部を横切る交差部から酸素を排出する段階とを含むことを特徴とするレーザー処理装置の制御方法を提供する。

【発明の効果】

【0017】

本発明に係るレーザー処理装置及びその制御方法は、基板でレーザー処理が要求される部分のみにレーザービームを照射できるので、レーザービームを照射する作業時間が短縮され、レーザー処理に必要とされる時間及び費用を節減することができるという利点を有する。

【0018】

また、本発明に係るレーザー処理装置及びその制御方法は、基板とステージとの間の空間において、中央部から外側方向に順次真空が形成されるので、基板とステージとの間に気体が残存することを防止し、大型基板をレーザー処理する際の基板とステージとの間での気泡発生を効果的に防止することができるという利点を有する。

【0019】

これによって、大型基板の全体面積に対する平坦度を一定にし、光源であるレーザービームの焦点範囲内での照射が可能になり、大型基板の全体面積に対する熱処理が均一に行われるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の一実施例に係るレーザー処理装置を示した斜視図である。

【図2】本発明の一実施例に係るレーザー処理装置の反応チャンバー及びマーキング部を示した構成図である。

【図3】本発明の一実施例に係るレーザー処理装置によって基準点が生成された基板の平面図である。

【図4】本発明の一実施例に係るレーザー処理装置のマーキング部を示した斜視図である。

【図5】本発明の一実施例に係るレーザー処理装置の除去部を示した斜視図である。

【図6】本発明の一実施例に係るレーザー処理装置の遮断部を示した斜視図である。

【図7】本発明の一実施例に係るレーザー処理装置のレーザー検査状態を示した斜視図である。

【図8】本発明の一実施例に係るレーザー処理装置の遮断部の作動状態を示した斜視図である。

【図9】本発明の一実施例に係るレーザー処理装置のステージを示した平面図である。

【図10】本発明の一実施例に係るレーザー処理装置を示したブロック図である。

【図11】本発明の一実施例に係るレーザー処理装置の制御方法を示したフローチャートである。

【図12】本発明の一実施例に係るレーザー処理装置の酸素排出方法を示したフローチャートである。

【図13】本発明の一実施例に係るレーザー処理装置の振動感知方法を示したフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、添付の各図面を参照して本発明に係るレーザー処理装置及びその制御方法の一実施例を説明する。
このような過程で図面に示した各線の太さや構成要素の大きさなどは、説明の明瞭性と便宜上誇張して図示する場合がある。

【0022】

また、後述する各用語は、本発明での機能を考慮して定義された用語であって、これは、使用者及び運用者の意図又は慣例によって変わり得る。
したがって、これら用語は、本明細書全般にわたる内容に基づいて定義しなければならない。

【0023】

図１は、本発明の一実施例に係るレーザー処理装置を示した斜視図で、図２は、本発明の一実施例に係るレーザー処理装置の反応チャンバー及びマーキング部を示した構成図で、図３は、本発明の一実施例に係るレーザー処理装置によって基準点が生成された基板の平面図である。

【0024】

また、図４は、本発明の一実施例に係るレーザー処理装置のマーキング部を示した斜視図で、図５は、本発明の一実施例に係るレーザー処理装置の除去部を示した斜視図である。

【0025】

図１〜図５を参照すると、本発明の一実施例に係るレーザー処理装置は、基板１００が載置されるステージ１２を備える反応チャンバー１０と、反応チャンバー１０に備えられ、基板１００に基準点１０２を形成するマーキング部２０と、基板１００の位置又は基準点１０２の位置を感知するセンシング部２６と、基板１００が載置されるステージ１２を移動させる駆動部１４と、レーザービームを照射するレーザー発生部５０と、レーザー発生部５０から照射されるレーザービームを反応チャンバー１０の内部に伝達する光学部７０と、レーザー発生部５０から照射されるレーザービームを遮断する遮断部５１と、ステージ１２に備えられ、基板１００とステージ１２との間の酸素を反応チャンバー１０の外部に排出する真空部３０と、反応チャンバー１０、レーザー発生部５０、光学部７０又はステージ１２の振動を感知する振動感知部８０と、センシング部２６から送信される位置信号によってマーキング部２０又は駆動部１４に作動信号を送信し、ステージ１２に基板１００が載置されると、ステージ１２の中央部１２ａから外側方向に順次酸素排出作業が実施されるように真空部３０に作動信号を送信し、振動感知部８０から送信される振動信号によって遮断部５１を動作させるか否かを判定する制御部９０とを含む。

【0026】

反応チャンバー１０の内部に基板１００が収納されると、センシング部２６の作動によって基板１００の位置が感知され、制御部９０に位置信号を送信するようになり、制御部９０から送信される作動信号によって駆動部１４が駆動し、基板１００内部の目標位置がマーキング部２０に対向するように基板１００が移動する。

【0027】

基板１００内部の目標位置がマーキング部２０に対向するように移動すると、マーキング部２０の作動によって基板１００内部の目標位置に基準点１０２が形成される。
基準点１０２が形成された後、センシング部２６から送信される位置信号に基づいて判定された基準点１０２からレーザー処理が実施される処理位置１０６までの距離及び方向を計算することにより、処理位置１０６が判定される。

【0028】

基板１００の処理位置１０６が反応チャンバー１０の内部に照射されるレーザービームと対向するように駆動部１４が作動し、基板１００を移動させる。
その後、レーザー発生部５０からレーザービームが供給されると、光学部７０に沿って反射されながら反応チャンバー１０側にレーザービームが供給され、反応チャンバー１０の上面に設置される石英窓を通してレーザービームが反応チャンバー１０の内部に供給される。

【0029】

このとき、反応チャンバー１０の内部に設置されるステージ１２の上面に基板１００が載置されるので、反応チャンバー１０の内部に供給されるレーザービームによって基板１００の処理位置１０６にレーザー処理が行われる。

【0030】

マーキング部２０は、反応チャンバー１０の内部に設置され、基板１００にレーザービームを照射する処理部２２と、処理部２２によって基準点１０２が形成されるときに発生する異物を吸入して反応チャンバー１０の外部に排出する除去部２４とを含む。

【0031】

処理部２２が反応チャンバー１０の内部に設置されるので、基板１００に基準点１０２を形成する作業は別途に実施されず、反応チャンバー１０の内部に基板１００を収納した後、レーザー処理が実施される前に、基準点１０２を形成することが可能である。

【0032】

基準点１０２が形成される間、処理部２２から供給されるレーザービームが基板１００に照射され、基板１００で発生する異物は、除去部２４によって吸入されて反応チャンバー１０の外部に排出される。

【0033】

除去部２４は、処理部２２を取り囲むように「Ｃ」字状の曲線をなす曲線部２４ａと、曲線部２４ａに形成され、異物を吸入できるようにする真空ホール２４ｂとを含む。
曲線部２４ａは平面が「Ｃ」字状に形成され、除去部２４をなすブロックの下端部に形成され、処理部２２でレーザービームが照射される部位を取り囲むように配置される。

【0034】

曲線部２４ａの内壁に多数の真空ホール２４ｂが形成され、真空ホール２４ｂは真空ポンプに連結されるので、処理部２２から照射されるレーザービームが曲線部２４ａを経て基板１００に照射され、基準点１０２を形成する。

【0035】

このとき、基板１００から発生する異物は、真空ホール２４ｂを介して吸入された後、除去部２４の内部に形成される流路に沿って反応チャンバー１０の外部に排出される。
真空ホール２４ｂから反応チャンバー１０の外側に延在する流路及び処理部２２は、本発明の技術構成を認知した当業者が容易に実施できるものであるので、これについての具体的な図面や説明は省略する。

【0036】

センシング部２６は、基板１００のコーナー位置を感知する第１のセンサー２６ａと、基準点１０２の位置を感知する第２のセンサー２６ｂと、反応チャンバー１０の内部に照射されるレーザービームの位置を感知する第３のセンサー２６ｃとを含む。

【0037】

基板１００が反応チャンバー１０の内部に収納されてステージ１２の上面に載置されると、多数の第１のセンサー２６ａが基板１００のコーナーを感知して位置信号を送信するので、制御部９０で基板１００の位置を判定するようになる。

【0038】

基板１００の位置が設定位置から離隔すると、制御部９０から送信される駆動信号によって駆動部１４が駆動され、基板１００の位置を移動させる。
したがって、基板１００内部の目標位置がマーキング部２０に対向するように基板１００が設定位置に配置され、処理部２２からレーザービームが目標位置に照射されることによって基準点１０２を形成する。

【0039】

基準点１０２の形成が完了すると、第２のセンサー２６ｂによって基準点１０２の位置が感知されることによって位置信号が制御部９０に送信され、制御部９０が、基準点１０２に基づいて処理位置１０６を計算する。

【0040】

第３のセンサー２６ｃは、光学部７０を通して反応チャンバー１０の内部に照射されるレーザービームの位置を感知するので、レーザー処理が開始される初期にレーザービームが照射される位置と、基板１００の処理位置１０６とが対向するようにレーザービームの位置が制御される。

【0041】

図６は、本発明の一実施例に係るレーザー処理装置の遮断部を示した斜視図で、図７は、本発明の一実施例に係るレーザー処理装置のレーザー検査状態を示した斜視図で、図８は、本発明の一実施例に係るレーザー処理装置の遮断部の作動状態を示した斜視図である。

【0042】

また、図９は、本発明の一実施例に係るレーザー処理装置のステージを示した平面図で、図１０は、本発明の一実施例に係るレーザー処理装置を示したブロック図である。
図１、図６〜図１０を参照すると、真空部３０は、ステージ１２に備えられる複数の真空ホール部３２と、真空ホール部３２に連結され、反応チャンバー１０の外部に酸素を排出する真空ポンプ３４とを含む。

【0043】

センシング部２６によって基板１００の位置が感知され、駆動部１４によって、基板１００の目標位置がマーキング部２０に対向するように配置された後で真空ポンプ３４が作動し、基板１００とステージ１２との間の空間に残存する酸素が真空ホール部３２を介して吸入されて反応チャンバー１０の外部に排出される。

【0044】

したがって、基板１００とステージ１２との間に酸素が残存することを防止することができ、レーザー処理の間に基板１００上に異物が発生することを防止できるようになる。
ステージ１２は、ステージ１２の中央を横切るように配置され、ステージ１２を二つの対称な区域に分割する中央部１２ａと、中央部１２ａに隣接した第１の側部１２ｂと、第１の側部１２ｂの外側に隣接した第２の側部１２ｃと、第２の側部１２ｃの外側に隣接した第３の側部１２ｄと、第２の側部１２ｃを横切るように配置される複数の交差部１２ｅとを含む。

【0045】

基板１００とステージ１２との間で酸素を排出するときは、基板１００の中央部１２ａに酸素が残存することを防止するために、基板１００の中央部１２ａから酸素を排出し始め、外側方向に順次排出作業が実施される。

【0046】

したがって、ステージ１２の上面を前記のように中央部１２ａ、第１の側部１２ｂ、第２の側部１２ｃ、第３の側部１２ｄ及び交差部１２ｅに分割し、それぞれの区域から反応チャンバー１０の外側に延在する排気ラインを設置する。

【0047】

真空ホール部３２は、中央部１２ａの内部に形成される第１の真空ホール部３２ａと、第１の側部１２ｂの内部に形成される第２の真空ホール部３２ｂと、第２の側部１２ｃの内部に形成される第３の真空ホール部３２ｃと、第３の側部１２ｄの内部に形成される第４の真空ホール部３２ｄと、交差部１２ｅの内部に形成される第５の真空ホール部３２ｅとを含む。

【0048】

基板１００内部の目標位置がマーキング部２０に対向するように基板１００が正確な位置に載置されると、ステージ１２の中央部１２ａに形成される第１の真空ホール部３２ａに連結される第１の真空ポンプ３４ａが駆動し、基板１００の中央部１２ａから酸素が排出される。

【0049】

その後、第２の真空ポンプ３４ｂ、第３の真空ポンプ３４ｃ、第４の真空ポンプ３４ｄ及び第５の真空ポンプ３４ｅが順次駆動し、第１の側部１２ｂ、第２の側部１２ｃ、第３の側部１２ｄ及び交差部１２ｅから順次酸素が排出され、基板１００とステージ１２との間に酸素が残存することを防止するようになる。

【0050】

交差部１２ｅは、第２の側部１２ｃを横切るように形成される区域であって、多数の交差部１２ｅが一定の間隔で配置される。
大型の基板１００がステージ１２に載置されるときは、中央部１２ａから外側方向に順次酸素排出を行う場合でも中央部１２ａと第３の側部１２ｄとの間に酸素が残存し得る。

【0051】

したがって、中央部１２ａから側方向に順次酸素排出を行った後、第２の側部１２ｃを横切る交差部１２ｅから再び酸素排出を行い、大型の基板１００とステージ１２との間に酸素が残存することを効果的に防止できるようになる。

【0052】

遮断部５１は、レーザー発生部５０の排出口に設置され、レーザービームが通過する流入口５２ａ及び吐出口５２ｂを備えるケース５２と、流入口５２ａと吐出口５２ｂとの間に設置され、レーザービームを反射させることによって、レーザービームが吐出口５２ｂを介して照射されることを防止する第１の遮断部５４と、第１の遮断部５４によって反射されるレーザービームの強度を測定するパワーメーター５８とを含む。

【0053】

基板１００がステージ１２に載置された後、レーザー発生部５０からレーザービームが照射されると、レーザービームは、流入口５２ａを介してケース５２の内部に導入された後、吐出口５２ｂを経て光学部７０側に照射される。

【0054】

光学部７０の内部に照射されるレーザービームは、多数のレンズを通過した後、反応チャンバー１０側に屈折又は反射され、ステージ１２に載置された基板１００に照射される。

【0055】

本実施例は、遮断部５１によってレーザービームが選択的に遮断されるので、レーザー発生部５０の駆動中に反応チャンバー１０の内部に照射されるレーザービームを選択的に遮断できるようになる。

【0056】

したがって、基板１００のレーザー処理が要求される処理位置１０６と処理位置１０６との間に間隔が連続的に配置されるようにレーザー処理を実施することが可能である。
ステージ１２に基板１００が載置された状態でレーザービームが反応チャンバー１０の内部に照射されると、レーザービームが基板１００に照射されながらレーザー処理が行われ、駆動部１４によってステージ１２が一側方に移動すると、レーザービームが基板１００をスキャンしながら広い面積にレーザー処理を行うようになる。

【0057】

本実施例は、遮断部５１によってレーザービームが選択的に反応チャンバー１０の内部に照射されるので、駆動部１４によってステージ１２が移動するときに、レーザービームが一定の時間間隔で反応チャンバー１０の内部に照射されると、多数の処理位置１０６が一定の間隔で配置されるように基板１００がレーザー処理される。

【0058】

第１の遮断部５４は、流入口５２ａと吐出口５２ｂとの間に設置される第１の反射板５４ａと、第１の反射板５４ａを支持し、ケース５２に回転可能に設置される第１の回転軸５４ｂと、第１の回転軸５４ｂに動力を提供する第１のモーター５４ｃとを含む。

【0059】

第１の回転軸５４ｂが第１の反射板５４ａの一側端部に連結されるので、第１のモーター５４ｃによって第１の回転軸５４ｂが回転すると、第１の反射板５４ａが回転軸を中心に回転しながら流入口５２ａと吐出口５２ｂとの間の空間を通過するようになる。

【0060】

第１の反射板５４ａが流入口５２ａと吐出口５２ｂとの間に配置されるときは、流入口５２ａを介してケース５２の内部に流入するレーザービームが第１の反射板５４ａによって反射され、吐出口５２ｂに沿ってケース５２の外部に排出されずにパワーメーター５８側に向かうようになる。

【0061】

したがって、反応チャンバー１０の内部に照射されるレーザービームは、一定の時間間隔で照射され、基板１００の処理位置１０６の間に間隔１０４を形成するレーザー処理を行う。

【0062】

第１の反射板５４ａによって反射されるレーザービームがパワーメーター５８に照射されるので、レーザー発生部５０から照射されるレーザービームのパワーを測定できるようになる。

【0063】

また、本実施例の遮断部５１は、第１の遮断部５４によって反射されるレーザービームを反射させる第２の遮断部５６と、第２の遮断部５６から反射されるレーザービームを相殺させるビームダンプ５９とをさらに含む。

【0064】

第１の反射板５４ａから反射されるレーザービームが、パワーメーター５８側に向けられずに、第２の遮断部５６の動作によってビームダンプ５９側に反射されるので、ビームダンプ５９でレーザービームが相殺される。

【0065】

パワーメーター５８によってレーザービームの強度を測定する作業は、周期的に行われるか、または特定の条件によって試験が実施されるときに行われる。
したがって、本実施例のように基板１００が、不連続的な処理位置１０６においてレーザー処理されるときは、第１の遮断部５４及び第２の遮断部５６を同時に作動させ、流入口５２ａを介してケース５２に導入されるレーザービームを第１の遮断部５４及び第２の遮断部５６によってビームダンプ５９側に反射させて相殺させる。

【0066】

第２の遮断部５６は、第１の反射板５４ａとパワーメーター５８との間に設置される第２の反射板５６ａと、第２の反射板５６ａを支持し、ケース５２に回転可能に設置される第２の回転軸５６ｂと、第２の回転軸５６ｂに動力を提供する第２のモーター５６ｃとを含む。

【0067】

第２のモーター５６ｃに電源が印加されて第２の回転軸５６ｂが回転すると、第２の反射板５６ａが第１の反射板５４ａとパワーメーター５８との間に配置されるので、第１の反射板５４ａによってパワーメーター５８側に反射されるレーザービームが第２の反射板５６ａによってビームダンプ５９側に反射される。

【0068】

第１のモーター５４ｃとしては、第２のモーター５６ｃに比べて大きな回転速度で回転する大容量のモーターを使用し、これは、第１の反射板５４ａの回転速度が大きいほど、基板１００の処理位置１０６の間の間隔を狭くすることができ、非常時にレーザービームを迅速に遮断できるようにするためである。

【0069】

振動感知部８０は、反応チャンバー１０に設置される第１の振動感知センサー８２と、レーザー発生部５０に設置される第２の振動感知センサー８４と、光学部７０に設置される第３の振動感知センサー８６と、ステージ１２に設置される第４の振動感知センサー８８とを含む。

【0070】

レーザー処理が実施される間に第１の振動感知センサー８２によって反応チャンバー１０に発生する振動を測定し、第２の振動感知センサー８４によってレーザー発生部５０に発生する振動を測定し、第３の振動感知センサー８６によって光学部７０に発生する振動を測定し、第４の振動感知センサー８８によってステージ１２に発生する振動を測定する。

【0071】

第１の振動感知センサー８２〜第３の振動感知センサー８６で発生する振動の大きさが設定値以上であると、制御部９０で異常と判定し、第１のモーター５４ｃに駆動信号を送信するので、第１の回転軸５４ｂが回転しながら第１の反射板５４ａがレーザービームをパワーメーター５８側に反射させるようになる。

【0072】

したがって、光学部７０に沿って反応チャンバー１０の内部に照射されていたレーザービームが遮断され、レーザー処理が中断される。
第４の振動感知センサー８８で測定される振動が設定値以上であるときは、制御部９０で異常と判定してステージ１２に制御信号を送信し、ステージ１２に発生する振動を相殺させる。

【0073】

本実施例のステージ１２は、気体が充填されてステージ１２を支持するエアステージ１２であって、これは、本発明の技術構成を認知した当業者が容易に実施できるものであるので、エアステージ１２についての具体的な図面や説明は省略する。

【0074】

本実施例の光学部７０は、レーザー発生部５０の遮断部５１に隣接して設置される本体７４と、本体７４を支持する支持台７２と、本体７４から反応チャンバー１０の石英窓側に延在する通路部７６と、通路部７６の端部に光学レンズが設置されて構成される供給部７８とを含む。

【0075】

光学部７０に設置される第３の振動感知センサー８６は、本体７４に設置することができ、通路部７６の内部に設置される複数のレンズに設置することができ、供給部７８の内部に設置される光学レンズに設置することができる。

【0076】

これは、本発明の技術構成を認知した当業者が容易に変更して実施できるものであるので、他の実施例についての具体的な図面や説明は省略する。
図中、参照符号２２ａは、処理部２２からレーザービームが照射される吐出ホール部２２ａである。

【0077】

以下では、前記のように構成された本発明の一実施例に係るレーザー処理装置の制御方法を説明する。
図１１は、本発明の一実施例に係るレーザー処理装置の制御方法を示したフローチャートで、図１２は、本発明の一実施例に係るレーザー処理装置の酸素排出方法を示したフローチャートで、図１３は、本発明の一実施例に係るレーザー処理装置の振動感知方法を示したフローチャートである。

【0078】

図１〜図１３を参照すると、本発明の一実施例に係るレーザー処理装置の制御方法は、反応チャンバー１０の内部に載置される基板１００の位置を感知する段階（Ｓ１０）と、基板１００内部の目標位置にマーキング部２０が対向するように基板１００を移動させる段階（Ｓ２０）と、マーキング部２０を駆動させ、基板１００に基準点１０２を形成する段階（Ｓ３０）と、基板１００とステージ１２との間の酸素を除去する段階（Ｓ４０）と、処理が開始されてから最初に行われるレーザー処理であるかどうかを判定する段階（Ｓ５０）と、基準点１０２を基準にしてレーザー処理が行われる処理位置１０６を計算して保存する段階（Ｓ６０）と、反応チャンバー１０の外部から反応チャンバー１０の内部にレーザービームを照射し、制御部９０に保存された処理位置１０６に対応する基板１００に対してレーザー処理を行う段階（Ｓ７０）と、レーザー処理が行われた基板１００の個数が設定値に到達したかどうかを判定する段階（Ｓ８０）とを含む。

【0079】

基板１００が反応チャンバー１０の内部に供給されてステージ１２に載置されると、第１のセンサー２６ａによって基板１００のコーナーが感知され、第１のセンサー２６ａから送信される位置信号に基づいて制御部９０で基板１００の位置を設定位置と比較するようになる。

【0080】

基板１００の位置が設定位置と離隔する場合は、制御部９０から送信される駆動信号によって駆動部１４が駆動され、基板１００が設定位置に配置されるようにする。
ここで、「設定位置」とは、基板１００内の目標位置がマーキング部２０に対向するように配置される位置を意味する。

【0081】

基板１００が設定位置に配置された後、処理部２２からレーザービームが照射され、基板１００に基準点１０２を形成すると、反応チャンバーに繰り返して提供される各基板１００上の常に同一の位置に基準点１０２が形成されるようになる。

【0082】

基準点１０２が形成された後は、第２のセンサー２６ｂで基準点１０２の位置を感知して制御部９０に位置信号を送信し、第３のセンサー２６ｃでレーザービームが照射される位置を感知して制御部９０に位置信号を送信する。

【0083】

第２のセンサー２６ｂ及び第３のセンサー２６ｃから送信される位置信号に基づいて、制御部９０では、基準点１０２からレーザー処理が行われる処理位置１０６を計算する。
前記のようなセンシング部２６の動作によって、レーザー処理が繰り返され、多数の基板１００が連続的に供給される場合にも、同一の処理位置１０６にレーザー処理を行えるようになる。

【0084】

処理が開始されてから最初に行われるレーザー処理であるかどうかを判定する段階（Ｓ５０）において、処理が開始されてから最初に行われる処理でないと判定された場合は、反応チャンバー１０の外部から反応チャンバー１０の内部にレーザービームを照射し、制御部９０に保存された処理位置１０６にレーザー処理を行う段階（Ｓ７０）が実施される。

【0085】

多数の基板１００にレーザー処理を行う量産工程においては、複数の基板１００の各々の、最初にレーザー処理が実施されるときに制御部９０に保存された処理位置１０６と同一の部分に対して連続してレーザー処理が行なわれる。

【0086】

したがって、２番目に行われるレーザー処理からは、基準点１０２から処理位置１０６を計算する段階（Ｓ６０）を省略した状態で実施されるので、レーザー処理に必要とされる時間を減少できるようになる。

【0087】

前記のようなレーザー処理では、第１のモーター５４ｃによって回転する第１の反射板５４ａによってレーザービームが選択的に反応チャンバー１０に供給されるので、多数の処理位置１０６が一定の間隔で連続的に配置されるようにレーザー処理を実施することが可能である。

【0088】

したがって、レーザー処理以後に実施される処理では、基準点１０２に基づいて処理位置１０６を判定し、レーザー処理が行われた処理位置１０６のみに次の処理を実施できるようになる。

【0089】

前記のように製品として使用されない基板１００にはレーザー処理又は次の処理が実施されず、そのような処理は、処理位置１０６のみに実施されるので、製品生産に要する時間及び費用を節減できる。

【0090】

レーザー処理が繰り返され、レーザー処理が行われた基板１００の数が設定値に到達すると、レーザー処理が終了する。
レーザー処理が行われた基板１００の数が設置値に到達するかどうかを判定する段階（Ｓ８０）において、処理された基板１００の数が設定値に到達していないと判定された場合は、反応チャンバー１０からレーザー処理が行われた基板１００を排出し、新しい基板１００を供給する段階（Ｓ９０）が実施され、その後、基板１００の位置を感知する段階（Ｓ１０）が実施される。

【0091】

基板１００とステージ１２との間に残存する酸素を除去する段階（Ｓ４０）は、反応チャンバー１０の内部に設置されるステージ１２に基板１００が載置されると、ステージ１２の中央部１２ａから酸素を排出する段階（Ｓ４１）と、中央部１２ａからの酸素排出が完了すると、中央部１２ａに隣接した第１の側部１２ｂから酸素を排出する段階（Ｓ４２）と、第１の側部１２ｂからの酸素排出が完了すると、第１の側部１２ｂの外側に隣接した第２の側部１２ｃから酸素を排出する段階（Ｓ４４）と、第２の側部１２ｃからの酸素排出が完了すると、第２の側部１２ｃの外側に隣接した第３の側部１２ｄから酸素を排出する段階（Ｓ４６）と、第３の側部１２ｄからの酸素排出が完了すると、第２の側部１２ｃを横切る交差部１２ｅから酸素を排出する段階（Ｓ４８）とを含む。

【0092】

基板１００内部の目標位置がマーキング部２０に対向するように基板１００が移動した後は、最初に基板１００の中央部１２ａからの酸素排出が行われ、第１の側部１２ｂ、第２の側部１２ｃ及び第３の側部１２ｄ方向に酸素排出が順次行われる。

【0093】

その後、第２の側部１２ｃを横切る交差部１２ｅから再び酸素排出が行われるので、基板１００とステージ１２との間に酸素が残存することを効果的に防止できるようになる。
特に、大型の基板１００がステージ１２に載置される場合は、基板１００の中央部１２ａと側端部との間に酸素が残存しやすい。

【0094】

本実施例は、中央部１２ａから外側方向に順次酸素排出を行った後、第２の側部１２ｃを横切る交差部１２ｅから再び酸素排出を行うので、大型基板１００とステージ１２との間に酸素が残存することをより効果的に防止できるようになる。

【0095】

レーザー処理装置の制御方法のうちレーザー処理を行う段階（Ｓ７０）では、反応チャンバー１０、レーザー発生部５０、光学部７０及びステージ１２で発生する振動を感知する段階が実施される。

【0096】

本実施例に係るレーザー処理装置で振動を感知するためのレーザー処理装置の制御方法は、基板１００が載置されるステージ１２を備える反応チャンバー１０の振動が設定値未満であるかどうかを判定する段階（Ｓ１１０）と、反応チャンバー１０の振動が設定値未満であると、反応チャンバー１０の内部に照射されるレーザービームを提供するレーザー発生部５０の振動が設定値未満であるかどうかを判定する段階（Ｓ１２０）と、レーザー発生部５０の振動が設定値未満であると、レーザー発生部５０から照射されるレーザービームを反応チャンバー１０の内部に案内する光学部７０の振動が設定値未満であるかどうかを判定する段階（Ｓ１３０）と、光学部７０の振動が設定値未満であると、ステージ１２の振動が設定値未満であるかどうかを判定する段階（Ｓ１４０）とを含む。

【0097】

レーザー処理段階（Ｓ７０）が実施されると、第１の振動感知センサー８２によって反応チャンバー１０の振動を測定し、第２の振動感知センサー８４によってレーザー発生部５０の振動を測定し、第３の振動感知センサー８６によって光学部７０の振動を測定し、第４の振動感知センサー８８によってステージ１２の振動を感知する。

【0098】

反応チャンバー１０の振動を測定する段階（Ｓ１１０）で反応チャンバー１０の振動が設定値以上であると判定されると、遮断部５１の動作によってレーザービームが遮断される段階（Ｓ１５０）が実施される。

【0099】

レーザー発生部５０の振動を測定する段階（Ｓ１２０）でレーザー発生部５０の振動が設定値以上であると判定されると、遮断部５１の動作によってレーザービームが遮断される段階（Ｓ１５０）が実施される。

【0100】

光学部７０の振動を測定する段階（Ｓ１３０）で光学部７０の振動が設定値以上であると判定されると、遮断部５１の動作によってレーザービームが遮断される段階（Ｓ１５０）が実施される。

【0101】

前記のように反応チャンバー１０、レーザー発生部５０又は光学部７０のうちいずれか一つで測定される振動が設定値以上であると、制御部９０で第１のモーター５４ｃに作動信号を送信する。

【0102】

したがって、第１のモーター５４ｃが駆動されて第１の回転軸５４ｂ及び第１の反射板５４ａを回転させるので、流入口５２ａを介してケース５２の内部に流入するレーザービームは、吐出口５２ｂを介して反応チャンバー１０に供給されずに遮断される。

【0103】

ステージ１２の振動を測定する段階（Ｓ１４０）でステージ１２の振動が設定値以上であると判定されると、ステージ１２を制御し、振動を相殺させる段階（Ｓ１６０）が実施される。

【0104】

本実施例のステージ１２は、空気圧によって支持されるエアステージ１２であるので、ステージ１２の振動が設定値以上であると、空圧を低下させ、ステージ１２に伝達される振動が空気圧を用いた支持部によって相殺されるようにする。

【0105】

これによって、基板でレーザー処理が要求される部分のみに選択的にレーザー処理を実施することができ、レーザー処理のための基板の位置合わせ作業を簡素化することができるレーザー処理装置及びその制御方法を提供できるようになる。

【0106】

本発明は、図面に示した一実施例を参考にして説明したが、これは例示的なものに過ぎなく、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば、これから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であることを理解するだろう。

【0107】

また、レーザー処理装置及びその制御方法を例に挙げて説明したが、これは例示的なものに過ぎず、レーザー処理装置及びその制御方法でない他の製品にも本発明の処理装置及びその制御方法を使用することができる。

【0108】

したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、下記の特許請求の範囲によって定めなければならない。

【符号の説明】

【0109】

１０：反応チャンバー、１２：ステージ、１２ａ：中央部、１２ｂ：第１の側部、１２ｃ：第２の側部、１２ｄ：第３の側部、１２ｅ：交差部、１４：駆動部、２０：マーキング部、２２：処理部、２２ａ：吐出ホール部、２４：除去部、２４ａ：曲線部、２４ｂ：真空ホール部、２６：センシング部、２６ａ：第１のセンサー、２６ｂ：第２のセンサー、２６ｃ：第３のセンサー、３０：真空部、３２：真空ホール部、３２ａ：第１の真空ホール部、３２ｂ：第２の真空ホール部、３２ｃ：第３の真空ホール部、３２ｄ：第４の真空ホール部、３２ｅ：第５の真空ホール部、３４：真空ポンプ、３４ａ：第１の真空ポンプ、３４ｂ：第２の真空ポンプ、３４ｃ：第３の真空ポンプ、３４ｄ：第４の真空ポンプ、３４ｅ：第５の真空ポンプ、５０：レーザー発生部、５１：遮断部、５２：ケース、５２ａ：流入口、５２ｂ：吐出口、５４：第１の遮断部、５４ａ：第１の反射板、５４ｂ：第１の回転軸、５４ｃ：第１のモーター、５６：第２の遮断部、５６ａ：第２の反射板、５６ｂ：第２の回転軸、５６ｃ：第２のモーター、５８：パワーメーター、５９：ビームダンプ、７０：光学部、７２：支持台、７４：本体、７６：通路部、７８：供給部、８０：振動感知部、８２：第１の振動感知センサー、８４：第２の振動感知センサー、８６：第３の振動感知センサー、８８：第４の振動感知センサー、９０：制御部、１００：基板、１０２：基準点、１０４：間隔、１０６：処理位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】