KR102154286B1 - 레이저 이미징 장치 - Google Patents

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김기환
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애니모션텍 주식회사
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Abstract

본 발명은 레이저 이미징 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저 빔의 결상 경로를 보정하여 작업 정밀도가 향상된 레이저 이미징 장치에 관한 것이다.

Description

레이저 이미징 장치{LASER IMAGING APPARATUS}
본 발명은 레이저 이미징 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저 빔의 결상 경로를 보정하여 작업 정밀도가 향상된 레이저 이미징 장치에 관한 것이다.
현재 레이저 다이렉트 이미징 기술과 관련된 다양한 기술이 제공되고 있다. 일 예로, 레이저 다이렉트 패터닝 기술에 관한 것으로, 레이저를 출력하는 레이저 광원과, 출력된 레이저를 주사(scanning)하는 수단으로서 등속 회전하며 레이저를 반사시키는 폴리곤 미러와, 폴리곤 미러로부터 반사되는 레이저를 스테이지에 결상시키는 에프세타 렌즈를 포함하여 구성되는 레이저 다이렉트 이미징 기술이 있다.
종래 기술에 따른 레이저 다이렉트 이미징 장치는 폴리곤 스캐너의 회전에 따라 레이저를 횡방향으로 스캐닝하는 동시에, 기 정의된 패턴 이미지에 대응되도록 레이저의 출력을 제어하고, 하나의 라인에 대한 스캐닝 과정에 완료되면 스테이지를 이동시키는 과정을 반복함으로 써, 원하는 패턴 이미지를 기판 상에 형성시킬 수 있다.
그러나, 종래 기술에 의한 레이저 다이렉트 이미징 장치에 의하면, 1) 폴리곤 스캐너의 모든 미러 면이 균일한 각도와 평면으로 가공되기 어려우며, 2) 폴리곤 스캐너가 회전하면서 발생하는 진동에 의해서 빔의 스캔 궤적의 왜곡이 발생할 수 있으며, 3) 폴리곤 스캐너의 모든 미러 면의 스캔 시작점과 끝점이 모두 정확히 일치하기 어려운 문제가 있다. 도 1 의 (a), (b), (c) 는 상기 1), 2), 3) 과 같은 문제가 발생했을 경우의 레이저 빔의 스캔 궤적의 예를 나타낸 것이다.
따라서, 레이저 다이렉트 이미징 과정에서, 적절한 보정을 행함으로서, 빔의 스캔 궤적을 의도한 바(예컨대 직선)에 따라서 유지시키며, 패턴 이미지의 품질 정밀도를 보다 향상시킬 수 있는 기술의 개발이 필요한 실정이다.
공개특허 제2018-0075781호
본 발명의 과제는, 레이저 빔의 결상 경로를 보정하여 작업 정밀도가 향상된 레이저 이미징 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 이미징 장치는, 레이저 빔을 출력하는 레이저 출력부; 외측면에 복수의 반사면이 형성되고, 회전축을 중심으로 회전하며 상기 레이저 빔을 반사시키는 폴리곤 미러; 상기 레이저 출력부와 상기 폴리곤 미러 사이에 위치하며, 상기 레이저 출력부에서 출력된 레이저 빔이 상기 폴리곤 미러의 적어도 일 위치에 입사하도록 광 경로를 형성하는 광 유도부; 대상물이 안착되는 스테이지; 상기 폴리곤 미러에서 반사된 레이저 빔을 상기 스테이지 상에 결상시키는 결상부; 상기 결상부에 의해서 상기 스테이지 상에 결상된 레이저 빔의 위치를 모니터링하는 빔 프로파일러; 및 상기 빔 프로파일러에 의해서 모니터링된 레이저 빔의 위치에 따라서 상기 광 유도부의 작동을 제어하는 제어 모듈;을 포함한다.
일 실시예에 의하면, 상기 빔 프로파일러는, 상기 레이저 빔의 결상 경로와 평행하게 연장되는 사이드 라인, 및 상기 사이드 라인에 연결되어 상기 사이드 라인을 따라서 상기 레이저 빔의 결상 경로와 평행한 방향으로 위치 이동하는 빔 모니터링 장치를 포함한다.
일 실시예에 의하면, 상기 폴리곤 미러, 광유도부, 결상부, 및 상기 빔 프로파일러가 일체로 결합되는 결합 바디;를 더 포함한다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어 모듈은, 상기 빔 프로파일러에서 모니터링된 레이저 빔의 결상 경로 데이터를 수집하며, 상기 결상 경로 데이터를 이용하여 상기 광 유도부의 작동을 제어하는 보정 데이터를 생성한다.
일 실시예에 의하면, 상기 빔 프로파일러는, 상기 폴리곤 미러의 각 면에 해당하는 레이저 빔의 결상 경로 데이터를 포착하며, 상기 제어 모듈은, 상기 빔 프로파일러에서 포착된 상기 폴리곤 미러의 각각의 면에 해당하는 레이저 빔의 결상 경로 데이터를 수집하며, 상기 폴리곤 미러의 각각의 면에 해당하는 결상 경로 데이터를 이용하여 상기 광 유도부의 작동을 제어하는 보정 데이터를 생성하는 제어 프로그램을 갖는다.
일 실시예에 의하면, 상기 광 유도부는, 상기 폴리곤 미러에 입사하는 광의 위치를 제어하는 적어도 하나의 갈바노 미러를 포함하며, 상기 제어 모듈은, 상기 제어 프로그램에 의해서 생성된 상기 보정 데이터를 이용하여 상기 갈바노 미러의 작동을 제어하여, 상기 스테이지 상에 결상되는 레이저 빔의 결상 위치를 보정한다.
일 실시예에 의하면, 상기 레이저 출력부와 상기 광 유도부 사이에 위치하여, 상기 레이저 출력부에서 출력되는 레이저 광을 복수의 광으로 분할하는 광 분할부;를 더 포함한다.
본 발명에 의한 레이저 이미징 장치는, 스테이지 상의 레이저 빔의 결상 경로를 포착하는 빔 프로파일러, 및 상기 빔 프로파일러에 의해서 포착된 레이저 빔의 결상 경로를 이용하여 광 유도부의 작동을 보정하는 제어 모듈을 포함한다. 따라서, 스테이지 상의 대상물에 대한 레이저 빔의 결상 위치 및 경로가 적절히 보정될 수 있다. 따라서, 작업 정밀도가 향상될 수 있다.
도 1 의 (a) 내지 (c) 는 종래 기술에 의한 레이저 이미징 장치에서, 레이저 빔의 스캔 궤적에 오류가 발생한 예를 나타낸 것이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저 이미징 장치의 구조를 개념적으로 나타낸 구조도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저 이미징 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 구조도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저 이미징 장치의 빔 프로파일러의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저 이미징 장치의 레이저 출력부, 광 분할부, 광 유도부, 및 폴리곤 미러의 구조의 일 예를 나타낸 구조도이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저 이미징 장치의 빔 프로파일러가 결합된 결합 바디의 구조를 나타낸 도면이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저 이미징 장치의 레이저 빔의 결상 경로의 보정을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저 이미징 장치의 구조를 개념적으로 나타낸 구조도이며, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저 이미징 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 구조도이고, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저 이미징 장치의 빔 프로파일러(600)의 구조를 나타낸 도면이며, 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저 이미징 장치의 레이저 출력부(100), 광 분할부(800), 광 유도부(200), 및 폴리곤 미러(300)의 구조의 일 예를 나타낸 구조도이며, 도 6 은 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저 이미징 장치의 빔 프로파일러(600)가 결합된 결합 바디(900)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2 를 참조하면, 본 발명에 따른 레이저 이미징 장치는, 레이저 출력부(100), 광 유도부(200), 폴리곤 미러(300), 스테이지(400), 결상부(500), 빔 프로파일러(600), 및 제어 모듈(700);을 포함한다.
레이저 출력부(100)는 레이저 빔을 생성하여 출력한다. 여기에서, 레이저 출력부(100)는 레이저를 발산하는 레이저 빔원과, 레이저 빔원의 출력을 제어하거나 또는 최적화하기 위한 드라이버 등의 부가 장치를 포함할 수 있다. 한편, 레이저 빔원은 레이저 다이오드에 해당할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 레이저 다이렉트 이미징 기술에서 활용되는 다양한 공지의 레이저 빔원이 적용될 수 있다.
광 유도부(200)는 레이저 출력부(100)와 폴리곤 미러(300) 사이에 위치하며, 레이저 출력부(100)에서 출사되는 레이저 빔을 폴리곤 미러(300)로 입사시킨다. 한편, 후술하는 바와 같이, 광 분할부(800)가 광 유도부(200)의 전단에 더 위치할 수 있으며, 이 경우에는 광 유도부(200)는 광 분할부(800)에서 출사되는 복수의 레이저 빔 각각이 폴리곤 미러(300)의 상이한 위치에 입사하도록 광 경로를 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 광 유도부(200)는 폴리곤 미러(300)에 입사되는 광의 위치가 회전축 방향을 기준으로 이동되도록 제어하는, 적어도 하나의 갈바노 미러(Galvano Mirror)를 포함할 수 있다.
예컨대, 광 유도부(200)는 소정의 반사 미러(미도시)와 갈바노 미러(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기에서, 갈바노 미러(미도시)는 폴리곤 미러(300)에 입사되는 광의 위치가 회전축 방향(수직 방향)을 기준으로 이동되도록 제어할 수 있다. 이때, 갈바노 미러(미도시)의 회전축은 폴리곤 미러(300)의 회전축과 수직 방향으로 설정되고, 갈바노 미러(미도시)가 회전축을 중심으로 회전됨에 따라 폴리곤 미러(300)에 입사되는 광의 위치가 변화될 수 있다. 이에 따라, 복수의 스캐닝 라인 중 갈바노 미러(미도시)에서 반사되는 광에 의한 스캐닝 라인은 수직 방향으로 이동될 수 있다.
일반적으로 다이렉트 레이저 이미징을 수행하는 과정에서, 대상물의 재료, 레이저 빔의 출력 강도 등의 여러 요인으로 인하여 대상물에 형성되는 선폭의 굵기가 상이하게 형성될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 광 유도부(200)에 갈바노 미러(미도시)를 구비시켜 폴리곤 미러(300)에 입사되는 레이저 빔의 위치를 변경할 수 있다. 따라서, 보다 정교한 레이저 이미징 작업을 수행할 수 있다. 아울러, 멀티 라인 이미징 과정에서는 스캐닝 라인 간의 피치를 제어할 수 있어, 정교한 작업을 수행할 수 있다.
폴리곤 미러(300)는 외측면에 복수의 미러 면이 형성된 장치로, 화살표 R 과 같이 회전축을 중심으로 회전하며 광 유도부(200)에서 유도된 레이저 빔을 반사시킨다. 일 실시예에서, 폴리곤 미러(300)의 외측에는 폴리곤 미러(300)의 회전 속도 또는 회전 방향을 제어하기 위한 회전 제어 장치와 폴리곤 미러(300)의 수평 및/또는 수직 방향의 위치 변경을 위한 위치 제어 장치가 구성될 수 있다.
스테이지(400)는 대상물이 안착되며, 폴리곤 미러(300)로부터 반사되어 후술하는 결상부(500)를 지난 광이 결상될 수 있는 소정의 수단이다. 일 예에 의하면, 스테이지(400)는 소정의 평판 형태로 구성되어 대상물이 고정적으로 안착되기 쉬운 구조를 가질 수 있다. 여기서, 스테이지(400) 상에 안착될 수 있는 대상물은 일 예로 소정의 기판일 수 있다.
스테이지(400)는 이동 가능한 구성을 가질 수 있다. 예컨대, 스테이지(400)는 레이저 빔의 결상 경로와 대체로 직교하는 방향(L)으로 이동 가능한 구성을 가질 수 있다. 단, 이에 한정하는 것은 아니며 임의의 방향으로 이동하는 것도 가능하다.
결상부(500)는 폴리곤 미러(300)로부터 반사되어 입사되는 광을 스테이지(400)의 일 위치 상에 결상시킨다. 여기에서, 결상부(500)는 폴리곤 미러(300)의 회전에 따라 입사되는 광의 각도가 변화하며 입사되더라도 스캐닝되는 광의 초점이 스테이지(400)에 형성되도록 기능하며, 폴리곤 미러(300)의 회전 각속도와 스테이지(400) 상의 스캐닝 거리가 선형 관계를 형성하도록 기능할 수 있다. 예를 들어, 결상부(500)는 에프-세타 렌즈(f-theta lens)(510)를 포함하여 구성될 수 있다. 아울러, 도시되지는 아니하였으나, 상기 에프-세타 렌즈(510)에서 출력되는 광을 일정 각도로 반사시켜서 스테이지 상에 결상시키는 반사 미러(520)를 더 구비할 수도 있다.
빔 프로파일러(600)는 스테이지(400) 상에 결상되는 레이저 빔의 결상 위치를 모니터링한다.
일 실시예에서, 빔 프로파일러(600)는 스테이지(400)의 일 위치 상에 위치하고 도 2 의 화살표 M 과 같이 위치 가변할 수 있으며, 스테이지(400) 상에 결상되는 레이저 빔의 결상 위치를 모니터링할 수 있다. 빔 프로파일러(600)는 소정의 광학 센서를 포함하여, 스테이지(400) 상에 결상된 레이저 빔의 위치를 정확하게 포착할 수 있다.
빔 프로파일러(600)는 제어 모듈(700)과 연결되어, 상기 수집된 스테이지(400) 상의 레이저 빔의 결상 위치 데이터 및 레이저 빔의 결상 경로 데이터를 제어 모듈(700)로 전달할 수 있다.
한편, 도 2 및 도 3 에서는, 빔 프로파일러(600)가 스테이지(400) 상의 레이저 빔의 결상 위치의 수평 방향 외측에 위치한 것으로 도시되었으나, 이에 반드시 한정하는 것은 아니다. 예컨대, 결상부(500)와 스테이지(600) 사이에 빔 프로파일러가 위치하여, 결상부(500)를 통과한 레이저 빔이 빔 프로파일러(600)를 통과한 후, 스테이지(600)에 결상되는 것도 가능하다. 즉, 빔 프로파일러(600)는, 스테이지(400) 상의 빔의 결상 위치, 및 결상 경로를 포착할 수 있는 구성이면 무엇이든 가능하다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저 이미징 장치의 빔 프로파일러(600)의 구조를 나타낸 도면이다.
예를 들어, 빔 프로파일러(600)는 스테이지(400) 상의 일 위치에 위치하며 레이저 빔의 결상 경로와 평행하게 연장되는 소정의 사이드 라인(610), 및 레이저 빔을 포착하는 광학 센서가 탑재된 빔 모니터링 장치(620)를 구비할 수 있다. 아울러, 빔 모니터링 장치(620)는 상기 사이드 라인(610)에 연결되어 상기 사이드 라인(610)을 따라서 위치 이동할 수 있다. 즉, 빔 모니터링 장치(620)는 스테이지(400) 상의 레이저 빔의 결상 경로와 대체로 평행한 방향으로 위치 이동할 수 있다. 따라서, 레이저 빔의 결상 경로를 포착할 수 있다.
상기 사이드 라인(610)은 후술하는 결합 바디(900)에 연결되어, 광 유도부(200), 폴리곤 미러(300), 및 결상부(500)와 일체로 결합될 수도 있으며, 이에 한정하지 않는다. 다른 예로는, 스테이지(400)에 사이드 라인(610)이 연결되어, 스테이지(400)와 빔 프로파일러(600)가 일체로 이동하거나, 또는 빔 프로파일러(600)가 스테이지(400) 상에서 변위하는 것도 가능하다.
제어 모듈(700)은 빔 프로파일러(600)에 의하여 검출된 레이저 빔의 결상 경로 데이터를 기초로 하여 광 유도부(200)의 작동을 제어한다.
예컨대, 제어 모듈(700)은, 상기 레이저 빔의 결상 경로 데이터를 이용하여, 광 유도부(200)의 작동을 제어하는 보정 데이터를 생성하는 제어 프로그램을 가질 수 있다.
여기에서, 상기 설명한 스테이지(400) 상의 레이저 빔의 결상 위치 포착 및 레이저 빔의 결상 경로 수집 과정, 및 보정 데이터의 생성 과정은, 스테이지(400) 상의 대상물에 대한 레이저 다이렉트 이미징 작업 과정에서, 또는 레이저 다이렉트 이미징 과정을 수행하기 이전 단계(즉, 준비 단계)에서 수행될 수 있다.
예컨대, 대상물에 대한 레이저 다이렉트 이미징 작업 과정이 이루어지기 전에, 상기 보정 데이터가 생성되며, 상기 보정 데이터가 제어 모듈(700)에 저장될 수 있다. 이어서, 실제 대상물에 대한 레이저 다이렉트 이미징 작업 과정에서 제어 모듈(700)은 상기 보정 데이터를 이용하여 상기 광 유도부(200)의 작동을 제어함으로서, 대상물에 대한 레이저 빔의 결상 경로를 일정하게 유지할 수 있다. 예컨대, 대상물에 대한 레이저 빔의 결상 경로가 일 직선 경로를 갖도록 상기 광 유도부(200)의 작동이 제어될 수 있다.
아울러, 상기 설명한 바와 같이, 빔 프로파일러(600)는, 상기 폴리곤 미러(300)의 각 미러 면에 해당하는 레이저 빔의 결상 경로 데이터를 포착하며, 상기 제어 모듈(700)은, 상기 빔 프로파일러(600)에서 포착된 상기 폴리곤 미러(300)의 각각의 면에 해당하는 레이저 빔의 결상 경로 데이터를 수집할 수 있다. 아울러, 상기 제어 모듈(700)의 제어 프로그램은, 상기 폴리곤 미러(300)의 각각의 면에 해당하는 결상 경로 데이터를 이용하여 상기 광 유도부(200)의 작동을 제어하는 보정 데이터를 생성할 수 있다.
즉, 제어 모듈(700)은, 폴리곤 미러(300)의 각각의 미러 면에 해당하는 레이저 빔의 결상 경로 데이터를 토대로 하여, 폴리곤 미러(300)의 각각의 미러 면에 대해서 광 유도부(200)의 작동을 제어하는 보정 데이터를 생성할 수 있다.
이에 따라서, 폴리곤 미러(300)의 각각의 미러 면에 대응하여 광 유도부(200)의 작동이 적절히 보정될 수 있다. 즉, 폴리곤 미러(300)의 각각의 미러 면의 레이저 빔의 결상 경로가 모두 일정하게 유지될 수 있다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저 이미징 장치의 레이저 출력부(100), 광 분할부(800), 광 유도부(200), 및 폴리곤 미러(300)의 구조의 일 예를 나타낸 구조도이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 광 분할부(800)가 더 구비될 수 있다.
광 분할부(800)는 레이저 출력부(100)에서 출력되는 레이저 빔을 복수의 광으로 분할한다. 한편, 도 5 에서는 광 분할부(800)가 레이저 출력부(100)에서 출력되는 레이저 빔을 입사 방향과 평행한 방향으로 분할하는 것으로 도식하였으나, 이는 광 분할부(800)의 기능을 보다 명확하게 하기 위한 것으로, 레이저 빔의 분할 방향과 무관하게 레이저 빔을 적어도 2개 이상의 광으로 분할하는 기능의 장치라면 본 발명에 따른 광 분할부(800)에 해당하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
일 실시예에서, 광 분할부(800)는 입사되는 레이저 빔의 일부는 투과시키고 나머지 일부는 일정 각도로 반사시키는 빔 스플리터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광 분할부(800)는 레이저 출력부(100)에서 출력되는 레이저 빔의 일부는 투과시키고 나머지 일부는 직각 방향으로 반사시키는 빔 스플리터로 구현될 수 있다.
이때, 광 유도부(200)는 예컨대, 갈바노 미러(210)를 포함하되, 제1 갈바노 미러(210A)와 제2 갈바노 미러(210B)를 포함하여, 상기 광 분할부(800)에서 분할된 레이저 빔을 각각 폴리곤 미러(300)의 일 위치로 유도할 수 있다. 또한, 각각의 레이저 빔은 스테이지(400)의 각각 상이한 위치에 결상될 수 있다. 따라서, 멀티 라인 이미징이 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 광 유도부(200)는 광 분할부(800)에서 출사되는 복수의 레이저 빔 각각이 폴리곤 미러(300)의 회전축 방향(도 1에서 수직 방향)을 기준으로 폴리곤 미러(300)의 상이한 위치에 입사하도록 빔 경로를 형성할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 복수의 라인이 겹쳐지지 않게 스테이지(400) 상에 스캐닝할 수 있어 하나의 패턴 이미지를 보다 신속하게 작업할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 광 유도부(200)는 광 분할부(800)에서 출사되는 복수의 레이저 빔 각각이 폴리곤 미러(300)의 회전축과 수직한 방향(도 1에서 수평 방향)을 기준으로 폴리곤 미러(300)의 상이한 위치에 입사하도록 빔 경로를 형성할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 레이저 이미징 장치는 복수의 라인을 겹쳐지게 스테이지(400) 상에 스캐닝하되 미세한 시간 간격을 두고 스캐닝할 수 있다. 즉, 분할되는 레이저 빔의 개수에 상응하는 횟수만큼의 중복 스캐닝이 가능하고, 필요에 따라 복수의 레이저 빔 각각에 대한 제어 신호를 독립적으로 제어하여 각 레이저 빔의 출력 크기 및 출력 시간을 상이하게 조절할 수 있으며, 이를 통해 보다 정교한 이미징 작업을 수행할 수 있다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저 이미징 장치의 빔 프로파일러(600)가 결합된 결합 바디(900)의 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 레이저 이미징 장치는 결합 바디(900)를 더 포함할 수 있다. 결합 바디(900)는 광 유도부(200), 광 결상부(500), 폴리곤 미러(300), 및 빔 프로파일러(600)가 일체로 결합될 수 있는 소정의 구조물로 구성되며, 스테이지(400) 상에 위치할 수 있다. 이때, 빔 프로파일러(600)는 폴리곤 미러(300) 및 결상부(500) 아래에 위치하며, 빔 프로파일러(600)의 사이드 라인(610)은 폴리곤 미러(300)의 회전에 의해서 발생하는 레이저 빔의 결상 위치의 경로와 나란하게 연장되어, 상기 사이드 라인(610)을 따라서 빔 모니터링 장치(620)가 이동할 수 있다.
결합 바디(900)는 스테이지(400) 상에 위치하여 스테이지(400)에 대해서 상대 이동할 수 있다. 이때, 결합 바디(900)가 이동하거나, 또는 스테이지(400)가 이동할 수 있고, 결합 바디(900)와 스테이지(400)가 동시에 이동하는 것도 가능하다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저 이미징 장치의 레이저 빔의 결상 경로의 보정을 나타낸 도면이다.
이하에서는 본 발명에 의한 레이저 이미징 장치의 동작 및 그에 의한 레이저 빔의 결상 경로의 보정에 대해서 설명한다.
앞서 설명한 바와 같이, 스테이지(400) 상의 레이저 빔의 결상 위치 포착 및 레이저 빔의 결상 경로 수집 과정, 및 보정 데이터의 생성 과정은, 스테이지(400) 상의 대상물에 대한 레이저 다이렉트 이미징 작업 과정에서, 또는 레이저 다이렉트 이미징 과정을 수행하기 이전 단계(즉, 준비 단계)에서 수행될 수 있다.
예컨대, 대상물에 대한 레이저 다이렉트 이미징 작업 과정이 이루어지기 전에, 상기 보정 데이터를 생성하여 제어 모듈(700)에 저장할 수 있다.
예컨대, 보정 데이터 생성 과정에서, 최초 의도된 레이저 빔의 결상 경로는 (A) 이나, 스테이지(400) 상의 실제 레이저 빔의 결상 경로가 도 7 의 (A1) 로 표시된 바와 같이 포착되었다고 가정한다. 이러한 레이저 빔의 경로 왜곡은 폴리곤 미러(300)의 진동 등에 의해 발생할 수 있다. 이때, 제어 모듈(700)은 상기 포착된 레이저 빔의 결상 경로 (A1)를 이용하여 보정 데이터를 생성한다. 예컨대, 보정 데이터는 상기 레이저 빔의 결상 경로가 도면의 B 로 표시된 바와 같이 일 직선이 될 수 있도록 상기 광 유도부(200)의 작동을 제어하는 데이터일 수 있다.
이어서, 실제 대상물에 대한 레이저 다이렉트 이미징 작업 과정에서, 상기 제어 모듈(700)은 상기 보정 데이터를 이용하여 상기 광 유도부(200)의 작동을 제어할 수 있다. 예컨대, 레이저 빔의 결상 경로를 따라서, 레이저 빔의 결상 경로가 도 7 의 화살표 F1, F2, F3 과 같이 보정되도록 광 유도부(200)의 작동을 보정할 수 있다. 이때, 상기 보정 데이터는 광 유도부(200) 내의 갈바노 미러(220)의 동작을 보정하여 제어함으로서, 상기 스테이지(400) 상의 레이저 빔의 결상 경로를 일 직선이 되도록 하는 데이터일 수 있다.
따라서, 실제 대상물에 대한 레이저 다이렉트 이미징 작업 과정에서는, 상기 광 유도부(200)의 작동이 적절하게 보정되는 형태로 작동함으로서, 대상물에 대한 레이저 빔의 결상 경로가 의도한 바에 따라서 생성될 수 있다. 예컨대, 대상물에 대한 레이저 빔의 결상 경로가 (B) 와 같이 일 직선 경로를 갖도록 상기 광 유도부(200)의 작동이 제어될 수 있다.
아울러, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 보정 데이터의 생성은 폴리곤 미러(300)의 각 미러 면에 대해서 생성될 수 있으며, 따라서 폴리곤 미러(300)의 각 미러 면에 의한 스테이지(400) 상의 레이저 빔의 결상 경로가 모두 의도된 바와 같이 보정될 수 있다.
본 발명에 의한 레이저 이미징 장치는, 스테이지(400) 상의 레이저 빔의 결상 경로를 포착하는 빔 프로파일러(600), 및 상기 빔 프로파일러(600)에 의해서 포착된 레이저 빔의 결상 경로를 이용하여 광 유도부(200)의 작동을 보정하는 제어 모듈(700)을 포함한다. 따라서, 본 발명에 의한 레이저 이미징 장치는, 스테이지(400) 상의 대상물에 대한 레이저 빔의 결상 위치 및 경로를 적절히 보정하여 의도하는 바에 따른 결상 경로가 생성되도록 할 수 있다. 따라서, 작업 정밀도가 향상될 수 있다.
이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100: 레이저 출력부
200: 광 유도부
210: 갈바노 미러
300: 폴리곤 미러
400: 스테이지
500: 결상부
600: 빔 프로파일러
610: 사이드 라인
620: 빔 모니터링 장치
700: 제어 모듈
800: 광 분할부
900: 결합 바디

Claims (7)

  1. 레이저 빔을 출력하는 레이저 출력부;
    외측면에 복수의 반사면이 형성되고, 회전축을 중심으로 회전하며 상기 레이저 빔을 반사시키는 폴리곤 미러;
    상기 레이저 출력부와 상기 폴리곤 미러 사이에 위치하며, 상기 레이저 출력부에서 출력된 레이저 빔이 상기 폴리곤 미러의 적어도 일 위치에 입사하도록 광 경로를 형성하는 광 유도부;
    대상물이 안착되는 스테이지;
    상기 폴리곤 미러에서 반사된 레이저 빔을 상기 스테이지 상에 결상시키는 결상부;
    상기 결상부에 의해서 상기 스테이지 상에 결상된 레이저 빔의 위치를 모니터링하는 빔 프로파일러; 및
    상기 빔 프로파일러에 의해서 모니터링된 레이저 빔의 위치에 따라서 상기 광 유도부의 작동을 제어하는 제어 모듈;을 포함하며,
    상기 빔 프로파일러는,
    상기 레이저 빔의 결상 경로와 평행하게 연장되는 사이드 라인, 및
    상기 사이드 라인에 연결되어 상기 사이드 라인을 따라서 상기 레이저 빔의 결상 경로와 평행한 방향으로 위치 이동하는 빔 모니터링 장치를 포함하는 레이저 이미징 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리곤 미러, 광유도부, 결상부, 및 상기 빔 프로파일러가 일체로 결합되는 결합 바디;를 더 포함하는 레이저 이미징 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    상기 빔 프로파일러에서 모니터링된 레이저 빔의 결상 경로 데이터를 수집하며,
    상기 결상 경로 데이터를 이용하여 상기 광 유도부의 작동을 제어하는 보정 데이터를 생성하는 제어 프로그램을 갖는 레이저 이미징 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 빔 프로파일러는,
    상기 폴리곤 미러의 각 면에 해당하는 레이저 빔의 결상 경로 데이터를 포착하며,
    상기 제어 모듈은,
    상기 빔 프로파일러에서 포착된 상기 폴리곤 미러의 각각의 면에 해당하는 레이저 빔의 결상 경로 데이터를 수집하며,
    상기 폴리곤 미러의 각각의 면에 해당하는 결상 경로 데이터를 이용하여 상기 광 유도부의 작동을 제어하는 보정 데이터를 생성하는 제어 프로그램을 갖는 레이저 이미징 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 광 유도부는,
    상기 폴리곤 미러에 입사하는 광의 위치를 제어하는 적어도 하나의 갈바노 미러를 포함하며,
    상기 제어 모듈은,
    상기 제어 프로그램에 의해서 생성된 상기 보정 데이터를 이용하여 상기 갈바노 미러의 작동을 제어하여, 상기 스테이지 상에 결상되는 레이저 빔의 결상 위치를 보정하는 레이저 이미징 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 출력부와 상기 광 유도부 사이에 위치하여, 상기 레이저 출력부에서 출력되는 레이저 광을 복수의 광으로 분할하는 광 분할부;를 더 포함하는 레이저 이미징 장치.
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