KR20210051053A - 레이저 가공장치 및 그 운용방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이저 가공장치 및 그 운용방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 윈도우 쉴드를 투과한 레이저의 세기를 검지하는 레이저 가공장치 및 그 운용방법에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 레이저 가공장치는 제1 면과 제2 면에 각각 입사 윈도우와 출사 윈도우가 형성되는 챔버; 상기 챔버의 외부에 제공되어, 상기 입사 윈도우를 통해 상기 챔버의 내부로 레이저를 조사하는 레이저 조사부; 상기 입사 윈도우에 대응되어 상기 챔버의 내부에 제공되며, 상기 레이저가 투과되는 윈도우 쉴드; 상기 챔버의 외부에 제공되며, 상기 윈도우 쉴드를 투과한 레이저를 상기 출사 윈도우를 통해 검지하는 레이저 검지부; 및 상기 레이저 검지부에서 검지된 레이저의 세기에 따라 상기 레이저의 출력을 조절하는 출력 조정부;를 포함할 수 있다.

Description

레이저 가공장치 및 그 운용방법{Laser machining apparatus and method for operating the same}

본 발명은 레이저 가공장치 및 그 운용방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 윈도우 쉴드를 투과한 레이저의 세기를 검지하는 레이저 가공장치 및 그 운용방법에 관한 것이다.

반도체 장치의 제조공정에서 반도체 기판, 인쇄회로기판, 반도체 소자 등의 가공 대상물을 진공 챔버 내에서 가공하게 되며, 챔버의 입사 윈도우를 통해 챔버 내부로 레이저를 조사하여 레이저 가공이 수행된다. 이때, 레이저 가공에 의한 가공 부산물이 입사 윈도우에 쌓이게 되어 입사 윈도우가 오염되고, 입사 윈도우의 투과도가 저하되는 문제가 있다.

예를 들어, 디스플레이(display) 또는 조명용 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED)의 제조에 있어서, 정공주입층(Hole Injection Layer; HIL), 정공수송층(Hole Transporting Layer; HTL), 발광층(Emission Material Layer; EML), 전자수송층(Electron Transporting Layer; ETL), 전자주입층(Electron Injection Layer; EIL) 등의 유기막(Organic layer)을 증착한 후에 캐소드(Cathode) 등의 금속 전극막을 증착하게 되는데, 금속 전극막을 유기막의 하부에 있는 인듐-주석 산화물(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 금속 등의 전극(예를 들어, 애노드)에 연결시키기 위하여 금속 전극막을 증착하기 전에 유기막 하부의 전극을 노출시키는 유기막의 가공이 필요하다.

특히, 중·대형의 능동형 유기발광다이오드(Active Matrix Organic Light Emitting Diode; AMOLED) 제조 시에는 유기발광다이오드(OLED) 패널의 넓은 면적으로 인하여 접지(ground) 전압이 안정적이지 않은 문제가 있어서, 박막 트랜지스터(Thin-Film Transistor; TFT) 구동 회로의 접지(또는 접지 전극)와 유기발광다이오드(OLED)의 상부 전극(Top Cathode)을 연결하여 접지 전압을 안정화하는 것이 필요하며, 유기막의 가공을 통해 박막 트랜지스터(TFT) 회로의 접지를 노출시켜 유기발광다이오드(OLED)의 상부 전극과 박막 트랜지스터(TFT) 회로의 접지를 연결한다.

유기막의 가공은 주로 유기막에 레이저를 조사하여 유기막을 가공한다. 종래에는 레이저를 이용한 유기막의 가공으로 발생되는 유기막의 가공 부산물이 유기막의 가공 부위에서 비산되고, 이러한 유기막의 가공 부산물은 챔버의 레이저 입사 윈도우의 오염 및 그에 따른 레이저 입사 윈도우의 손상을 발생시켰으며, 유기막 및/또는 유기막이 형성된 기판의 오염도 발생시키는 문제점이 있었다. 여기서, 레이저 입사 윈도우의 오염은 레이저 입사 윈도우를 투과하여 유기막에 조사되는 레이저를 불안정하게 만들며, 이로 인해 레이저 가공의 신뢰성이 저하될 수 있다.

또한, 종래에는 레이저 입사 윈도우를 투과한 레이저를 검지하지 않아 레이저의 출력 조절을 통해 유기막에 조사되는 레이저의 세기를 일정 범위 내로 유지할 수도 없었다.

한국공개특허공보 제10-2019-0080371호

본 발명은 윈도우 쉴드를 투과한 레이저의 세기를 검지하고 레이저의 출력을 조절할 수 있는 레이저 가공장치 및 그 운용방법을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따른 레이저 가공장치는 제1 면과 제2 면에 각각 입사 윈도우와 출사 윈도우가 형성되는 챔버; 상기 챔버의 외부에 제공되어, 상기 입사 윈도우를 통해 상기 챔버의 내부로 레이저를 조사하는 레이저 조사부; 상기 입사 윈도우에 대응되어 상기 챔버의 내부에 제공되며, 상기 레이저가 투과되는 윈도우 쉴드; 상기 챔버의 외부에 제공되며, 상기 윈도우 쉴드를 투과한 레이저를 상기 출사 윈도우를 통해 검지하는 레이저 검지부; 및 상기 레이저 검지부에서 검지된 레이저의 세기에 따라 상기 레이저의 출력을 조절하는 출력 조정부;를 포함할 수 있다.

상기 레이저 조사부는 레이저를 방출하는 레이저원을 포함하며, 상기 출력 조정부는 상기 레이저원에서 방출된 레이저의 세기를 감소시키는 감쇠기를 포함하고, 상기 레이저원은 표준 에너지로 레이저를 방출하며, 상기 출력 조정부는 상기 감쇠기를 통해 상기 레이저원에서 표준 에너지로 방출되는 레이저의 세기를 감소시켜 상기 레이저의 출력을 조절할 수 있다.

가공 공정을 위한 레이저 세기의 기준값을 설정하는 기준값 설정부; 및 상기 레이저 조사부의 최대 출력으로 조사된 레이저가 상기 윈도우 쉴드를 투과한 레이저의 세기와 상기 기준값을 비교하여 상기 윈도우 쉴드의 교체 시기 또는 세정 시기를 판단하는 유지보수 판단부;를 더 포함할 수 있다.

상기 레이저 검지부는 상기 레이저의 조사 위치를 더 검지하고, 상기 레이저 검지부에서 검지된 상기 레이저의 조사 위치와 미리 설정된 스캔 좌표의 기준점의 위치 비교를 통해 상기 레이저의 조사 위치를 상기 스캔 좌표의 기준점으로 교정하는 레이저 교정부;를 더 포함할 수 있다.

상기 챔버의 내부에 제공되며, 판상의 가공 대상물을 지지하여 이동 가능한 이동 지지부;를 더 포함하고, 상기 이동 지지부는 상기 가공 대상물을 이동시켜 상기 스캔 좌표의 기준점과 상기 가공 대상물의 기준위치를 정렬시킬 수 있다.

상기 챔버의 제1 면과 제2 면은 서로 대향할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 가공장치의 운용방법은 입사 윈도우를 갖는 챔버, 상기 입사 윈도우를 통해 상기 챔버의 내부로 레이저를 조사하는 레이저 조사부, 상기 입사 윈도우에 대응되어 상기 챔버의 내부에 제공되는 윈도우 쉴드, 상기 윈도우 쉴드를 투과한 레이저를 검지하는 레이저 검지부 및 조사되는 레이저의 출력을 조절하는 출력 조정부를 포함하는 레이저 가공장치의 운용방법에 있어서, 상기 레이저 조사부를 이용하여 상기 챔버의 내부로 레이저를 조사하는 과정; 상기 레이저 검지부로 상기 챔버의 내부에 조사되어 상기 윈도우 쉴드를 투과한 레이저를 검지하는 과정; 검지된 레이저의 세기를 미리 설정된 기준값과 비교하는 과정; 및 상기 검지된 레이저의 세기와 상기 기준값의 차이에 따라 상기 출력 조정부를 이용하여 상기 조사되는 레이저의 출력을 조절하는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 윈도우 쉴드를 교체 또는 세정하는 과정;을 더 포함하고, 상기 교체 또는 세정하는 과정은 상기 레이저의 출력을 조절하는 과정에서 상기 레이저의 최대 출력으로 레이저가 조사되어 검지된 레이저의 세기가 상기 기준값보다 작은 경우에 수행될 수 있다.

상기 레이저의 출력을 조절하는 과정은, 상기 레이저 조사부의 레이저원에서 표준 에너지로 레이저를 방출하는 과정; 및 상기 출력 조정부의 감쇠기를 통해 상기 레이저원에서 표준 에너지로 방출되는 레이저의 세기를 감소시키는 과정을 포함할 수 있다.

상기 검지된 레이저의 세기와 상기 기준값의 차이가 허용 오차범위 이내인 경우에 상기 챔버의 내부에 가공 대상물을 로딩하는 과정;을 더 포함할 수 있다.

상기 검지된 레이저의 조사 위치를 이용하여 조사되는 레이저의 조사 위치를 미리 설정된 스캔 좌표의 기준점으로 교정하는 과정;을 더 포함하고, 상기 가공 대상물을 로딩하는 과정은 상기 가공 대상물의 기준위치를 상기 스캔 좌표의 기준점에 정렬시켜 수행될 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따른 레이저 가공장치는 챔버의 입사 윈도우 상에 배치되는 윈도우 쉴드를 통해 레이저 가공에 의한 가공 부산물이 입사 윈도우에 떨어지는 것을 차단할 수 있고, 이에 따라 가공 부산물에 의해 입사 윈도우가 오염 및/또는 손상되는 것을 방지할 수 있다.

그리고 레이저 검지부를 이용하여 윈도우 쉴드를 투과한 레이저를 검지함으로써, 적정수준의 레이저 조건이 확보된 상태에서 챔버 내에 가공 대상물을 로딩(loading)하여 가공 공정을 수행할 수 있고, 이에 따라 가공 공정의 정밀도 및 신뢰도를 확보할 수 있다.

또한, 출력 조정부를 이용하여 레이저 검지부에서 검지된 레이저의 세기에 따라 레이저 조사부의 레이저 출력을 조절할 수 있으며, 이를 통해 가공 공정에서 윈도우 쉴드를 투과한 레이저의 세기를 미리 설정된 범위 내로 유지할 수 있다. 즉, 윈도우 쉴드에 쌓이는 가공 부산물의 양에 따라 레이저의 출력을 조절하여 윈도우 쉴드를 투과하면서 가공 부산물에 의해 저하되는 레이저의 세기를 보상함으로써, 가공 공정에서 윈도우 쉴드를 투과한 레이저의 세기가 미리 설정된 범위 내로 유지되도록 할 수 있다. 이에 따라 챔버 내에 로딩되는 가공 대상물마다 균일한 가공 공정이 이루어질 수 있고, 윈도우 쉴드의 교체 주기 및/또는 세정 주기를 늘릴 수 있으며, 윈도우 쉴드에 가공 부산물이 쌓인 상태에서도 윈도우 쉴드를 투과한 레이저 세기의 저하 없이 안정적인 레이저 가공을 할 수 있다.

그리고 레이저 조사부가 감쇠기(Attenuator)를 통해 레이저원(laser source)에서 표준 에너지로 방출된 레이저의 세기를 조정하여 레이저의 출력을 조절함으로써, 레이저원의 방출 출력을 낮추는 경우에 낮은 방출 출력에서 레이저의 펄스폭(Pulse Width)이 흔들리는 등의 문제를 해결할 수 있다.

한편, 레이저 검지부가 레이저의 조사 위치를 검지하여, 레이저의 조사 위치가 스캔 좌표의 기준점에서 벗어나는 경우에 레이저의 조사 위치를 스캔 좌표의 기준점으로 교정할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 가공장치를 나타낸 개략 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 가공장치를 이용한 레이저 가공을 순서적으로 나타낸 그림.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 가공장치의 운용방법을 나타낸 순서도.

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 레이저 가공장치를 나타낸 개략 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 가공장치(100)는 제1 면과 제2 면에 각각 입사 윈도우(111)와 출사 윈도우(112)가 형성되는 챔버(110); 상기 챔버(110)의 외부에 제공되어, 상기 입사 윈도우(111)를 통해 상기 챔버(110)의 내부로 레이저를 조사하는 레이저 조사부(120); 상기 입사 윈도우(111)에 대응되어 상기 챔버(110)의 내부에 제공되며, 상기 레이저가 투과되는 윈도우 쉴드(130); 상기 챔버(110)의 외부에 제공되며, 상기 윈도우 쉴드(130)를 투과한 레이저를 상기 출사 윈도우(112)를 통해 검지하는 레이저 검지부(140); 및 레이저 검지부(140)에서 검지된 레이저의 세기에 따라 상기 레이저의 출력을 조절(또는 제어)하는 출력 조정부(160);를 포함할 수 있다.

챔버(110)는 레이저를 이용한 가공 공정이 이루어지는 공정 공간을 제공할 수 있으며, 서로 다른 제1 면(또는 벽면)과 제2 면에 각각 입사 윈도우(111)와 출사 윈도우(112)가 형성되어, 레이저가 챔버(110)의 내부로 입사되고 챔버(110)의 내부에서 출사될 수 있다. 그리고 챔버(110)는 진공흡입수단을 통해 내부에 진공이 형성될 수도 있으며, 가공 대상물(10)이 챔버(110)의 내부에 반입(또는 로딩)되고, 챔버(110)의 내부로부터 반출(또는 언로딩)될 수 있는 게이트 슬릿(미도시)을 포함할 수도 있다.

입사 윈도우(111)는 레이저가 투과될 수 있으며, 챔버(110)의 제1 면에 형성되어 입사 윈도우(111)를 통해 챔버(110)의 내부에 레이저가 조사(또는 제공)될 수 있다. 이때, 레이저가 근자외선인 경우에는 입사 윈도우(111)의 소재로 쿼츠(Quartz)를 사용할 수 있다. 입사 윈도우(111)는 진공을 견디기 위해 두꺼워야 하므로 두께가 두꺼울수록 근자외선(Near UV)의 흡수가 많아지는 파이렉스(Pyrex)를 사용할 수 없고, 쿼츠를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 레이저가 반사, 흡수, 산란 또는 굴절되지 않고 그 에너지와 직진성을 유지할 수 있도록 레이저의 파장을 조절하거나 레이저의 파장에 따라 입사 윈도우(111)의 재료가 달라질 수도 있다.

출사 윈도우(112)는 상기 제1 면과 상이한 챔버(110)의 제2 면에 형성될 수 있으며, 레이저가 투과될 수 있고, 입사 윈도우(111)를 통해 챔버(110)의 내부로 입사된 레이저가 윈도우 쉴드(130)를 투과하여 출사 윈도우(112)를 통해 레이저 검지부(140)에 의해 검지될 수 있다. 여기서, 레이저 검지부(140)는 출사 윈도우(112)를 통해 챔버(110)의 내부로부터 출사된 레이저를 검지할 수 있다. 이때, 출사 윈도우(112)는 입사 윈도우(111)와 동일한 재료(또는 소재)로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 레이저가 투과될 수 있으면 족하다. 한편, 출사 윈도우(112)는 챔버(110)의 제2 면에 적어도 부분적으로 형성될 수 있으며, 레이저 검지부(140)에 맞춰 레이저 검지부(140)의 위치만 형성될 수도 있고, 입사 윈도우(111)와 동일한 크기로 형성될 수도 있다. 하지만, 출사 윈도우(112)의 크기는 이에 한정되지 않고, 챔버(110)의 내부로 입사된 레이저가 출사 윈도우(112)를 통해 출사되어 레이저 검지부(140)에 의해 검지될 수 있는 크기이면 족하다.

레이저 조사부(120)는 챔버(110)의 외부에 제공되어, 입사 윈도우(111)를 통해 챔버(110)의 내부로 레이저를 조사할 수 있다. 여기서, 레이저 조사부(120)는 챔버(110)의 내부에 로딩(loading)된 가공 대상물(10)을 레이저 가공하기 위해 챔버(110)의 내부로 레이저를 조사할 수 있으며, 가공 대상물(10)에 레이저를 조사하여 가공 대상물(10)을 가공할 수 있다. 이때, 레이저 조사부(120)의 구성은 레이저를 조사하여 가공 대상물(10)을 가공할 수 있으면 족하고, 특별한 제한은 없다.

윈도우 쉴드(Window Shield, 130)는 입사 윈도우(111)에 대응하도록 챔버(110)의 내부에 제공되어 입사 윈도우(111) 상에 배치될 수 있고, 상기 레이저가 투과될 수 있다. 여기서, 윈도우 쉴드(130)는 입사 윈도우(111)를 덮도록(또는 커버하도록) 입사 윈도우(111) 상에 입사 윈도우(111)와 나란하게(또는 평행하게) 제공될 수 있다. 즉, 윈도우 쉴드(130)는 입사 윈도우(111)와 출사 윈도우(112)의 사이에 제공되며, 가공 공정 시에 로딩된 가공 대상물(10)과 입사 윈도우(111)의 사이에 위치하여 레이저 가공에 의한 가공 부산물(14)이 입사 윈도우(111)로 떨어지는(또는 날아가는) 것을 차단할 수 있고, 이에 따라 가공 부산물(14)이 증착되어 입사 윈도우(111)가 오염 및/또는 손상되는 것을 방지할 수 있다. 윈도우 쉴드(130)가 있으면, 입사 윈도우(111)의 세정 없이 윈도우 쉴드(130)만을 교체하여 챔버(110) 세정으로 인한 공정의 중단 시간을 줄일 수 있다. 이때, 윈도우 쉴드(130)는 챔버(110)의 제1 면에 형성되어 벽면을 이루는 입사 윈도우(111)보다 교체가 용이하도록 구성될 수 있다.

그리고 윈도우 쉴드(130)는 상기 레이저가 투과될 수 있으며, 쿼츠 혹은 파이렉스로 이루어질 수 있다. 윈도우 쉴드(130)는 상기 레이저의 광 경로에 위치하므로, 상기 레이저가 투과되어야 가공 대상물(10)을 상기 레이저로 가공할 수 있다. 이때, 상기 레이저가 반사, 흡수, 산란 또는 굴절되지 않고 그 에너지와 직진성을 유지할 수 있도록 레이저의 파장을 조절하거나 상기 레이저의 파장에 따라 윈도우 쉴드(130)의 재료가 달라질 수도 있다.

한편, 입사 윈도우(111)는 진공을 견디기 위해 두꺼워야 하므로 두께가 두꺼울수록 근자외선의 흡수가 많아지는 파이렉스를 사용하기 어렵지만, 윈도우 쉴드(130)는 진공을 견디지 않아도 되므로 두께를 얇게 할 수 있기 때문에 그 두께가 줄어들수록 근자외선의 흡수량이 적어지는 파이렉스 유리(Pyrex glass)를 사용할 수 있다. 또한, 윈도우 쉴드(130)는 파이렉스 유리뿐만 아니라 쿼츠도 사용할 수 있으나, 쿼츠는 고가이기 때문에 파이렉스 유리를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.

레이저 검지부(140)는 출사 윈도우(112)에 대응되어 챔버(110)의 외부에 제공될 수 있으며, 윈도우 쉴드(130)를 투과한 레이저를 검지할 수 있다. 여기서, 레이저 검지부(140)는 출사 윈도우(112)를 통해 상기 윈도우 쉴드(130)를 투과한 레이저를 검지할 수 있으며, 윈도우 쉴드(130)를 투과하여 출사 윈도우(112)를 통해 챔버(110)의 내부에서 외부로 출사된 레이저를 검지할 수 있다. 이때, 레이저 검지부(140)는 기본적으로 레이저의 세기를 검지할 수 있다. 레이저 검지부(140)를 이용하여 상기 윈도우 쉴드(130)를 투과한 레이저를 검지함으로써, 적정수준의(또는 최적의) 레이저 조건(예를 들어, 레이저 세기, 레이저 정렬 등)이 확보된 상태에서 챔버(110) 내에 가공 대상물(10)을 로딩하여 가공 공정을 수행할 수 있고, 이에 따라 가공 공정의 정밀도 및 신뢰도를 확보할 수 있다. 한편, 레이저 검지부(140)는 파워미터(power meter), 빔 프로파일러(beam profiler), 전하결합소자(Charge Coupled Device; CCD) 카메라(camera) 등을 포함할 수 있다.

출력 조정부(160)는 레이저 검지부(140)에서 검지된 레이저의 세기에 따라 상기 레이저의 출력(또는 상기 레이저 조사부의 레이저 출력)을 조절(또는 제어)할 수 있다. 일반적으로 상기 레이저의 출력을 조절하여 레이저 검지부(140)에서 검지되는 레이저의 세기를 조정함으로써, 가공 공정에서 상기 윈도우 쉴드(130)를 투과한 레이저의 세기를 미리 설정된 범위 내(또는 기준값)로 유지할 수 있다. 여기서, 상기 미리 설정된 범위는 가공 공정을 위해 가공 대상물(10)에 조사되어야 하는 레이저 세기(값)와 그 허용 오차범위를 포함할 수 있다.

즉, 윈도우 쉴드(130)에 쌓이는 가공 부산물(14)의 양에 따라 레이저의 출력을 조절하여 윈도우 쉴드(130)를 투과하면서 가공 부산물(14)에 의해 저하되는 레이저의 세기를 보상함으로써, 레이저 검지부(140)에서 검지되는 레이저의 세기가 가공 공정을 위해 가공 대상물(10)에 조사되어야 하는 레이저 세기(값)가 되도록 할 수 있고, 가공 공정에서 상기 윈도우 쉴드(130)를 투과한 레이저의 세기가 상기 미리 설정된 범위 내로 유지되도록 할 수 있다. 이에 따라 챔버(110)의 내부에 로딩되는 가공 대상물(10)마다 균일한 가공 공정이 이루어질 수 있고, 윈도우 쉴드(130)의 교체 주기 및/또는 세정 주기를 늘릴 수 있으며, 윈도우 쉴드(130)에 가공 부산물(14)이 쌓인 상태에서도 상기 윈도우 쉴드(130)를 투과한 레이저 세기의 저하 없이 안정적인 레이저 가공을 할 수 있다.

한편, 예외적으로 레이저 검지부(140)에서 검지된 레이저의 세기가 너무 낮거나 레이저원(laser source, 121)의 최대 방출 에너지의 한계로 인해 상기 레이저의 출력을 조절하여 상기 윈도우 쉴드(130)를 투과한 레이저의 세기를 가공 공정을 위한 레이저 세기의 기준값(또는 미리 설정된 기준값)으로 조정(또는 보정)하지 못하는 경우에 윈도우 쉴드(130)를 교체 또는 세정할 수 있도록 상기 레이저의 출력을 조절하여 레이저 조사를 오프(off)시킬 수도 있다. 여기서, 상기 가공 공정을 위한 레이저 세기의 기준값은 가공 공정을 위해 가공 대상물(10)에 조사되어야 하는 레이저 세기(값)일 수 있고, 상기 기준값이 미리 설정될 수 있다. 이와 같이, 상기 윈도우 쉴드(130)를 투과한 레이저의 세기를 검지하여 윈도우 쉴드(130)의 교체 시기 또는 세정 시기를 판단할 수도 있다. 또한, 상기 윈도우 쉴드(130)를 투과한 레이저의 세기가 상기 미리 설정된 범위 내인 경우에 상기 레이저의 출력을 조절하여 레이저 조사를 오프시키고 가공 대상물(10)을 챔버(110)의 내부로 로딩할 수도 있다.

그리고 레이저 조사부(120)는 레이저를 방출하는 레이저원(121)을 포함할 수 있다. 레이저원(121)은 레이저를 방출할 수 있으며, 연속파 레이저에 비하여 펄스 레이저가 매우 짧은 시간 동안 더 높은 피크치에서 에너지를 발생시키기 때문에 상기 레이저는 펄스 레이저일 수 있고, 펄스의 주기는 나노(nano) 초 길이일 수 있다. 이러한 펄스 레이저로는 Nd:YAG 펄스 레이저 또는 KrF 펄스 레이저 등이 사용될 수 있다. 또한, 레이저원(121)의 다른 예로는 광섬유 레이저, 레이저 다이오드 또는 DPSS 레이저 등이 사용될 수 있으며, DPSS 레이저를 사용하면 낮은 비용으로도 효과적인 레이저원(121)을 구현할 수 있으나, 이에 특별히 제한되지 않는다.

상기 레이저의 파장은 가공 대상물(10)의 가공 영역(또는 가공할 물질)의 광 흡수율에 의해 결정될 수 있다. 즉, 가공 대상물(10)의 가공 영역이 레이저의 파장 대역의 빛을 충분히 흡수할 수 있어야 레이저가 가공 대상물(10)의 가공 영역을 투과하지 않고 양호한 가공 결과를 얻을 수 있다. 레이저가 입사되는 챔버(110)의 입사 윈도우(111) 재질은 레이저의 파장 대역에 대한 투과성이 큰 재료(또는 물질)를 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 그리고 레이저의 파장이 짧을수록 미세하고 정밀한 가공이 가능하여 가공 성능이 향상되는 효과가 있으며, 레이저의 파장이 길수록 레이저원(121)의 설비 비용이 저렴해지는 효과가 있다. 이를 고려하여 레이저 가공장치(100)에 적합한 레이저의 파장을 결정할 필요가 있다. 가공 대상물(10)이 유기막을 포함하는 경우, 상기 레이저의 파장은 유기막을 구성하는 유기물질이 흡수할 수 있는 파장을 사용할 수 있다. 대부분의 유기물질들은 가시광 영역대의 파장에서 흡수를 하기 때문에 최소한 근자외선을 사용하여야 모든 유기물들이 흡수를 할 수 있게 된다. 한편, 나노세컨드 레이저(Nano second Laser) 혹은 펨토세컨드 레이저(Femto second Laser) 등을 통해 펄스폭을 조절하여 유기막 등 가공 대상물(10)의 가공성을 좋게 할 수도 있다.

또한, 출력 조정부(160)는 레이저원(121)에서 방출된 레이저의 세기를 감소시키는 감쇠기(Attenuator, 161)를 포함할 수 있다. 감쇠기(161)는 레이저원(121)에서 방출된 레이저의 세기를 감소시킬 수 있으며, 이렇게 레이저원(121)에서 방출된 레이저의 세기를 감소시켜(또는 조정하여) 레이저 조사부(120)의 레이저 출력을 조절할 수 있다.

그리고 레이저원(121)은 표준 에너지(standard energy)로 레이저를 방출하고, 출력 조정부(160)는 감쇠기(161)를 통해 레이저원(121)에서 표준 에너지(또는 표준 출력)로 방출되는 레이저의 세기를 감소시켜 상기 레이저의 출력을 조절할 수 있다. 레이저 조사부(120)의 레이저 조사 시, 레이저원(121)은 항상 표준 에너지(또는 정격 에너지)로 레이저를 지속적으로 방출할 수 있다. 여기서, 상기 표준 에너지는 레이저원(121)의 정격(rating) 에너지(또는 출력)일 수 있으며, 레이저원(121)으로 사용되는 기기(또는 상기 레이저원)의 사용조건과 그 성능의 범위에 해당하는 에너지일 수 있고, 레이저원(121)으로 사용되는 기기의 최대 방출 에너지일 수 있다. 출력 조정부(160)는 레이저원(121)이 방출하는 에너지 세기(또는 출력)를 직접 조정하여 레이저 조사부(120)의 레이저 출력(또는 상기 레이저의 출력)을 조절할 수도 있으나, 권장 에너지(예를 들어, 1 W 또는 800 mW) 미만의 저에너지로 방출되는 레이저는 낮은 출력으로 인해 펄스폭(Pulse Width)이 흔들리는 단점이 있다. 이로 인해 레이저원(121)은 항상 표준 에너지로 레이저를 방출하여 권장 에너지(또는 출력) 이상의 (고)에너지(또는 높은 출력)로(만) 레이저를 방출할 수 있고, 레이저가 저에너지(또는 낮은 출력)로 방출됨으로 인해 펄스폭이 흔들리는 문제를 해결할 수 있다. 여기서, 상기 권장 에너지는 레이저원(121)의 제품 사양(또는 성능)에 따라 결정되는 것으로, 해당 레이저원(121)의 제품 사양으로 레이저의 품질(또는 출력 품질)을 보장(guarantee)할 수 있는 에너지를 의미할 수 있다.

또한, 출력 조정부(160)는 레이저원(121)에서 표준 에너지로 방출되는 레이저의 세기를 감쇠기(161)로 감소시켜 상기 레이저의 출력을 조절할 수 있다. 여기서, 감쇠기(161)는 이렇게 레이저원(121)에서 표준 에너지로 방출된 레이저의 세기를 감소시켜(또는 조정하여) 레이저 조사부(120)의 레이저 출력을 조절할 수 있다. 즉, 레이저원(121)이 방출하는 레이저의 세기를 표준 에너지로 유지하면서(또는 지속적으로 상기 레이저원이 표준 에너지로 레이저를 방출하면서) 감쇠기(161)를 통해 이렇게 방출된 레이저의 세기를 감소시킬 수 있고, 감쇠기(161)를 이용하여 레이저 세기의 감소율을 조정함으로써 레이저 조사부(120)의 레이저 출력을 조절할 수 있다. 이에 따라 레이저원(121)의 레이저 방출을 고에너지로 유지하면서도 감쇠기(161)를 통해 레이저원(121)의 표준 에너지(또는 최대 방출 에너지) 내지 오프(off) 출력(또는 조사 차단) 사이에서 레이저 조사부(120)의 레이저 출력을 조절할 수 있다.

예를 들어, 감쇠기(161)는 편광성분을 조절하는 λ/2 플레이트(plate), 편광판 등을 포함할 수 있으며, 모터(motor) 등의 감쇠기 조정부(162)를 통해 상기 λ/2 플레이트를 회전시켜 레이저 세기의 감소율을 조정함으로써, 레이저 조사부(120)의 레이저 출력을 조절할 수 있다. 여기서, 감쇠기(161)를 선형적(linear)으로 조정하면서(예를 들어, 회전시키면서) 편광 성분을 조절하여 레이저 검지부(140)로 레이저의 세기를 검지할 수 있으며, 레이저 검지부(140)로 검지되는 레이저의 세기가 원하는 세기(즉, 상기 레이저 가공에 적합한 세기)가 될 때까지 감쇠기(161)를 선형적으로 조정하여 자동(auto)으로 레이저 조사부(120)의 레이저 출력을 조절할 수 있다.

따라서, 출력 조정부(160)가 감쇠기(161)를 통해 레이저원(121)에서 표준 에너지로 방출된 레이저의 세기를 조정하여 레이저의 출력을 조절함으로써, 레이저원(121)의 방출 출력을 저에너지로 낮추는 경우에 낮은 방출 출력으로 인해 레이저의 펄스폭이 흔들리는 등의 문제를 해결할 수 있다.

본 발명에 따른 레이저 가공장치(100)는 가공 공정을 위한 레이저 세기의 기준값을 설정하는 기준값 설정부(151); 및 레이저 조사부(120)의 최대 출력으로 윈도우 쉴드(130)를 투과한 레이저의 세기와 상기 기준값을 비교하여 윈도우 쉴드(130)의 교체 시기 또는 세정 시기를 판단하는 유지보수 판단부(152);를 더 포함할 수 있다.

기준값 설정부(151)는 가공 공정을 위한 레이저 세기의 기준값을 설정할 수 있으며, 상기 기준값은 가공 대상물(10)의 가공을 위해 가공 대상물(10)에 조사되어야 하는 레이저 세기(값)일 수 있다. 각 가공 조건(예를 들어, 상기 가공 대상물에 따른 가공 조건)에 맞게 기준값 설정부(151)에 상기 기준값을 설정할 수 있고, 윈도우 쉴드(130)에 쌓인(또는 증착된) 가공 부산물(14)로 인해 윈도우 쉴드(130)를 투과한 레이저의 세기가 상기 기준값보다 낮아지는 경우에 상기 레이저의 출력을 조절하여 윈도우 쉴드(130)를 투과한 레이저의 세기를 상기 기준값으로 조정(또는 보정)할 수 있다. 이에 따라 챔버(110)의 내부에 로딩되는 가공 대상물(10)마다 균일한 세기의 레이저가 조사될 수 있고, 가공의 균일성이 향상될 수 있다.

유지보수 판단부(152)는 레이저 조사부(120)의 최대 출력으로 조사된 레이저가 윈도우 쉴드(130)를 투과한 레이저의 세기와 상기 기준값을 비교하여 윈도우 쉴드(130)의 교체 시기 또는 세정 시기를 판단할 수 있으며, 레이저 조사부(120)의 최대 출력으로 조사된 레이저가 윈도우 쉴드(130)를 투과한 레이저의 세기가 상기 기준값보다 작게 검지된 경우에 윈도우 쉴드(130)의 교체 시기 또는 세정 시기로 판단할 수 있다. 레이저 조사부(120)의 구성(또는 사양)의 한계로 인해 상기 레이저의 출력을 레이저 조사부(120)의 최대 출력보다 높일 수 없고 상기 윈도우 쉴드(130)를 투과한 레이저의 세기를 보다 더 높일 수 없으므로, 레이저 조사부(120)의 최대 출력으로 조사된 레이저가 윈도우 쉴드(130)를 투과한 레이저의 세기가 상기 기준값보다 작은 경우에는 상기 윈도우 쉴드(130)를 투과한 레이저의 세기를 상기 기준값으로 조정(또는 보정)할 수 없다. 이로 인해 상기 윈도우 쉴드(130)를 투과한 레이저의 세기를 가공 대상물(10)의 가공에 필요한 상기 기준값으로 만들어 가공 공정을 수행할 수 있도록 윈도우 쉴드(130)를 교체 또는 세정할 수 있다.

한편, 레이저 조사부(120)의 최대 출력으로 레이저를 조사하여 윈도우 쉴드(130)를 투과한 레이저의 세기를 레이저 검지부(140)로 직접 검지하지 않아도 연산(또는 계산)을 통해 레이저 조사부(120)의 최대 출력으로 조사된 레이저가 윈도우 쉴드(130)를 투과하였을 때의 레이저의 세기를 계측(또는 산출)할 수도 있다. 즉, 윈도우 쉴드(130)에 누적된(또는 쌓인) 가공 부산물(14)의 양에 따른 (상기 레이저에 대한) 윈도우 쉴드(130)의 투과도(또는 투과율) 변화를 이용하여 레이저 조사부(120)의 최대 출력으로 조사된 레이저가 윈도우 쉴드(130)를 투과하였을 때의 레이저의 세기를 산출(또는 계산)할 수 있고, 이렇게 산출된 레이저 조사부(120)의 최대 출력으로 조사된 레이저가 윈도우 쉴드(130)를 투과한 레이저의 세기를 상기 기준값과 비교할 수 있다. 이에 따라 레이저 조사부(120)의 최대 출력으로 레이저를 조사하고 윈도우 쉴드(130)를 투과시켜 레이저 검지부(140)를 통해 직접 검지하지 않아도 윈도우 쉴드(130)의 교체 시기 또는 세정 시기를 판단할 수 있다.

그리고 레이저 검지부(140)는 상기 레이저의 조사 위치를 더 검지할 수 있다. 레이저 검지부(140)는 상기 윈도우 쉴드를 투과한 레이저를 검지할 수 있으며, 상기 레이저의 세기 뿐만 아니라 상기 레이저의 조사 위치도 검지할 수 있다. 상기 레이저의 조사 위치도 검지하기 위해서는 레이저 검지부(140)로서 빔 프로파일러, 전하결합소자(CCD) 및 상보성 금속 산화막 반도체(Complementary Metal-Oxide Semiconductor; CMOS)를 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 레이저 가공장치(100)는 레이저 검지부(140)에서 검지된 상기 레이저의 조사 위치와 미리 설정된 스캔 좌표의 기준점의 위치 비교를 통해 상기 레이저의 조사 위치를 상기 스캔 좌표의 기준점으로 교정하는 레이저 교정부(153);를 더 포함할 수 있다.

레이저 교정부(153)는 레이저 검지부(140)에서 검지된 상기 레이저의 조사 위치와 미리 설정된 스캔 좌표의 기준점의 위치 비교를 통해 상기 레이저의 조사 위치(또는 상기 레이저의 중심 위치)를 상기 스캔 좌표의 기준점으로 교정(calibration)할 수 있다. 여기서, 상기 스캔 좌표는 가공 대상물(10)의 여러 위치(또는 지점)에 가공을 수행하기 위해 미리 설정되는 것으로, 각 가공 위치를 좌표로 나타낸 것일 수 있으며, 상기 스캔 좌표의 기준점은 영점(또는 원점)일 수 있고, 상기 스캔 좌표는 상기 기준점에 대해 각 가공 위치의 상대 위치(들)를 계산하여 좌표화한 것일 수 있다. 그리고 상기 교정은 상기 레이저의 조사 위치가 상기 스캔 좌표의 기준점에 유지되도록 하는 것으로, 상기 레이저의 조사 위치가 상기 스캔 좌표의 기준점에서 벗어나지 않는 경우에는 그대로 유지하는 것이 교정일 수 있고, 상기 레이저의 조사 위치가 상기 스캔 좌표의 기준점에서 벗어나는 경우에만 상기 레이저의 조사 위치를 보정하여 교정할 수 있다. 이를 통해 가공 대상물(10)의 가공 위치(또는 영역)에 정확하게 상기 레이저를 조사할 수 있고, 레이저 가공의 정확도가 향상될 수 있다.

예를 들어, 레이저 검지부(140)는 상기 스캔 좌표의 영점(zero point)에 위치할 수 있으며, 레이저 검지부(140)의 검지판(또는 입사판)이 상기 스캔 좌표의 영점에 위치할 수 있다. 여기서, 레이저 검지부(140)의 검지판은 상기 레이저의 빔 크기(beam size)보다 클 수 있고, 상기 검지판 중 상기 레이저의 빔 크기에 대응되는 중심점(central point)이 상기 스캔 좌표의 기준점일 수 있다. 레이저 조사부(120)는 상기 기준점(또는 상기 영점)를 향해 상기 레이저를 조사할 수 있고, 조사된 레이저가 레이저 검지부(140)의 검지판에 입사될 수 있다. 레이저 조사부(120)의 조사 영점이 잘 맞는 경우(즉, 상기 레이저에 이상이 없는 경우)에는 상기 검지판 중 상기 기준점에 조사(또는 입사)될 수 있지만, 레이저 조사부(120)의 조사 영점이 틀어진(또는 맞지 않는) 경우(즉, 상기 레이저에 이상이 있는 경우)에는 상기 기준점에서 벗어나 상기 검지판에 조사되게 된다. 이로 인해 레이저 조사부(120)의 조사 영점이 틀어져 상기 조사되는 레이저의 조사 위치가 상기 기준점을 벗어나는 경우에 레이저 교정부(153)가 레이저 검지부(140)에서 검지된 상기 레이저의 조사 위치에 따라 상기 조사되는 레이저의 조사 위치(또는 상기 조사되는 레이저의 중심 위치)를 상기 기준점에 맞춰 주어 교정할 수 있다.

이때, 상기 조사 영점의 틀어짐은 외부 환경에 의해 레이저원(121) 자체의 포인팅이 흔들리거나, 미러부(122) 등 레이저 조사부(120)의 광학계가 틀어져 발생할 수 있으며, 미러부(122)의 각도(또는 위치)를 조정하여 상기 레이저의 중심 위치(또는 조사 위치)를 보상 및/또는 보정(또는 교정)할 수 있다. 여기서, 미러부(122)의 각도 조정 및/또는 위치 조정은 피에조 액추에이터(piezo actuator)를 이용하여 이루어질 수 있다.

한편, 레이저 검지부(140)로서 빔 프로파일러, 전하결합소자(CCD) 및 상보성 금속 산화막 반도체(CMOS)를 이용하여 상기 레이저의 조사 위치 및/또는 세기를 검지할 수 있으며, 단순히 레이저의 세기를 검지하는 파워미터가 아니라 상기 레이저의 조사 위치 및/또는 빔 프로파일(beam profile)을 검지(또는 획득)할 수 있고, 상기 레이저의 조사 위치 및/또는 빔 프로파일을 통해 상기 레이저의 광축 정렬 상태를 확인할 수 있다. 예를 들어, 빔 프로파일을 이용하여 상기 레이저의 조사 위치 및 세기를 가공 공정에 맞게 조정(또는 변경)하는 경우에 최적의 기준 프로파일에 맞추어 상기 레이저의 조사 위치 및/또는 출력 조정(또는 조절)을 통해 획득되는 빔 프로파일의 위치 및 형상을 조절함으로써, 빔 프로파일을 최적의 기준 프로파일과 동일하게 만들어 줄 수 있고, 최적의 레이저 조건에서 가공 공정을 수행할 수 있다.

그리고 기준값 설정부(151), 유지보수 판단부(152) 및 레이저 정렬부(153)는 제어부(150)를 구성할 수 있으며, 제어부(150)에 의해 상기 레이저의 출력 조절, 윈도우 쉴드(130)의 교체 또는 세정, 가공 대상물(10)의 로딩, 상기 레이저의 조사 위치 교정 등이 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 레이저 가공장치(100)는 챔버(110)의 내부에 제공되며, 판상의 가공 대상물(10)을 지지하여 이동 가능한 이동 지지부(미도시);를 더 포함할 수 있다.

이동 지지부(미도시)는 챔버(110)의 내부에 제공될 수 있고, 챔버(110)의 내부에 로딩되는 판상의 가공 대상물(10)을 지지하여 이동할 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 이동 지지부(미도시)는 가공 대상물(10)이 챔버(110)의 내부에 로딩되는 경우에 가공 대상물(10)에 대한 가공 공정을 수행할 수 있도록 입사 윈도우(111)와 윈도우 쉴드(130)에 대응되어 윈도우 쉴드(130) 상으로 이동할 수 있으며, 가공 대상물(10)이 챔버(110)로부터 반출된 경우에 윈도우 쉴드(130) 상에서 벗어나 레이저 검지부(140)를 가리지 않고 윈도우 쉴드(130)를 투과한 레이저가 레이저 검지부(140)에 입사(또는 검지)되도록 할 수 있다.

그리고 이동 지지부(미도시)는 가공 대상물(10)을 이동시켜 상기 스캔 좌표의 기준점과 가공 대상물(10)의 기준위치를 정렬시킬 수 있다. 예를 들어, 가공 대상물(10)의 기준위치는 정렬 마커(align marker)일 수 있으며, 가공 대상물(10)의 기준위치에 대한 상대적인 위치로 가공 대상물(10)의 가공 영역을 알(또는 결정할) 수 있고, 가공 대상물(10)의 위치 좌표가 결정될 수 있다. 가공 대상물(10)의 기준위치가 상기 스캔 좌표의 기준점(또는 영점)과 정렬되는 경우에는 상기 레이저의 스캔 좌표(또는 이동 좌표)와 가공 대상물(10) 상의 상기 위치 좌표가 동일해질 수 있다.

이에, 이동 지지부(미도시)는 가공 대상물(10)을 이동시켜 상기 스캔 좌표의 기준점과 가공 대상물(10)의 기준위치를 정렬시킬 수 있으며, 이를 통해 가공 대상물(10)의 정확한 위치(또는 가공 영역)에 가공을 할 수 있어 가공 정밀도가 향상될 수 있다.

한편, 가공 대상물(10)의 가공 영역을 가공 대상물(10)의 기준위치로서 사용할 수도 있다. 이러한 경우, 상기 레이저의 조사 위치가 교정된 상태에서 이동하지 않아도 가공 대상물(10)의 가공 영역을 가공할 수 있다.

챔버(110)의 제1 면과 제2 면은 서로 대향할 수 있다. 즉, 입사 윈도우(111)와 출사 윈도우(112)는 대향하여 나란히 배치될 수 있으며, 입사 윈도우(111)를 통해 챔버(110)의 내부로 입사된 레이저가 직진하여 윈도우 쉴드(130)를 투과하고 출사 윈도우(112)를 통해 챔버(110)의 내부로부터 출사될 수 있다.

예를 들어, 챔버(110)의 제1 면은 챔버(110)의 하부면일 수 있고, 챔버(110)의 제2 면은 챔버(110)의 상부면일 수 있으며, 입사 윈도우(111)와 출사 윈도우(112)는 하부와 상부에 나란히 배치될 수 있다. 상기 레이저가 입사 윈도우(111)를 통해 챔버(110)의 내부로 입사되므로, 가공 대상물(10)의 가공 시에 가공 대상물(10)의 가공면이 입사 윈도우(111)를 향할 수 있고, 출사 윈도우(112)는 가공 대상물(10) 및/또는 이동 지지부(미도시)에 의해 가려질 수 있다. 가공 대상물(10)의 가공에 의해 가공 부산물(14)이 발생되면, 중력에 의해 입사 윈도우(111)를 향하여 하부로 떨어지게 되며, 입사 윈도우(111)와 출사 윈도우(112)의 사이(즉, 상기 입사 윈도우와 상기 가공 대상물의 사이)에 윈도우 쉴드(130)를 배치하는 경우에는 윈도우 쉴드(130)가 쌓이게 된다. 입사 윈도우(111)는 윈도우 쉴드(130)에 의해 보호(또는 차단)되어 가공 부산물(14)이 쌓이지 않을 수 있고, 출사 윈도우(112)는 가공 대상물(10)의 가공면이 향하지 않을 뿐만 아니라 가공 대상물(10) 및/또는 이동 지지부(미도시)에 의해 가려질 수 있어 가공 부산물(14)이 부착되지 않을 수 있다.

입사 윈도우(111)와 출사 윈도우(112)가 대향하는 경우에는 직진성을 갖는 레이저가 입사 윈도우(111)를 통해 챔버(110)의 내부로 입사된 레이저가 윈도우 쉴드(130)를 거쳐 바로 출사 윈도우(112)로 출사될 수 있으므로, 레이저 검지부(140)에 검지되는 레이저의 손실을 최소화할 수 있고, 정확한 상기 윈도우 쉴드(130)를 투과한 레이저(의 세기)를 검지할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 가공장치를 이용한 레이저 가공을 순서적으로 나타낸 그림으로, 도 2(a)는 레이저 검지부를 통한 레이저 검지를 나타내며, 도 2(b)는 가공 대상물이 챔버의 내부에 로딩된 상태를 나타내고, 도 2(c)는 레이저 조사를 통한 가공 대상물의 레이저 가공을 나타내며, 도 2(d)는 레이저 가공이 완료된 가공 대상물이 챔버의 내부에서 반출된 상태를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 도 2(a)와 같이 챔버(110)의 내부에 가공 대상물(10)이 로딩되지 않은 상태에서 레이저 검지부(140)를 통해 상기 윈도우 쉴드(130)를 투과한 레이저를 검지할 수 있다. 그리고 검지된 상기 윈도우 쉴드(130)를 투과한 레이저가 레이저 가공을 위한 레이저 조건(예를 들어, 레이저의 세기 및 정렬 등)에 부합하는 경우에 도 2(b)와 같이 가공 대상물(10)을 챔버(110)의 내부에 로딩할 수 있다. 여기서, 가공 대상물(10)은 기판(10), 기판(10)에 증착되는 금속 전극(12) 및 금속 전극(12) 상에 제공되는 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 발광층(EML), 전자수송층(ETL), 전자주입층(EIL) 등의 유기막(13)을 포함할 수 있다.

다음으로, 도 2(c)와 같이 가공 대상물(10)에 레이저를 조사하여 가공 대상물(10)을 가공할 수 있으며, 유기막(13)에 가공홀(13a)을 형성할 수 있다. 이때, 가공 대상물(10)의 가공에 의한 가공 부산물(14)이 윈도우 쉴드(130)에 쌓이게 된다. 그 다음 도 2(d)와 같이 레이저 가공이 완료된 가공 대상물(10)을 챔버(110)의 내부로부터 반출할 수 있다.

그리고 새로운(또는 다음) 가공 대상물(10)을 레이저 가공하기 위해 가공 대상물(10)이 로딩되지 않은 상태에서 레이저 검지부(140)를 통해 상기 윈도우 쉴드(130)를 투과한 레이저를 검지할 수 있다. 이번에는 도 2(a)와는 달리 윈도우 쉴드(130)에 가공 부산물(14)이 쌓인 상태에서 상기 윈도우 쉴드(130)를 투과한 레이저를 검지하는 공정이 수행되며, 가공 부산물(14)로 인해 도 2(a)와 같이 가공 부산물(14)이 쌓이지 않은 상태에서 상기 윈도우 쉴드(130)를 투과한 레이저를 검지하였을 때보다 검지되는 레이저의 세기가 낮을 수 있다. 이러한 경우, 상기 레이저 조건에 부합하는 상기 윈도우 쉴드(130)를 투과한 레이저의 세기가 되도록 레이저 조사부(120)의 레이저 출력을 조절할 수 있다.

각각의 가공 대상물(10)마다 도 2의 일련의 과정들이 수행될 수 있으며, 이전의 가공 공정으로 인해 윈도우 쉴드(130)에 쌓이는 가공 부산물(14)이 도 2(a)와 상이할 뿐 복수의 가공 대상물(10)에 대해 일련의 과정들이 반복될 수 있다.

한편, 가공 대상물(10)에는 복수의 가공 영역이 형성될 수 있고, 레이저 조사부(120)는 가공 대상물(10)을 스캔(scan)하여 가공 대상물(10) 상의 복수의 가공 영역에 레이저를 조사하는 스캔부(123)를 포함할 수 있다. 스캔부(123)는 레이저의 조사 위치를 변경할 수 있으며, 조사 위치 변경을 통해 가공 대상물(10)을 스캔(scan)하여 가공 대상물(10) 상의 복수의 가공 영역에 레이저를 조사할 수 있고, 상기 복수의 가공 영역을 가공할 수 있다. 예를 들어, 스캔부(123)는 한 쌍의 스캔 미러(미도시)를 포함할 수 있고, 상기 한 쌍의 스캔 미러(미도시)를 통해 레이저의 조사 위치를 변경하여 가공 대상물(10)을(즉, 상기 복수의 가공 영역을) 스캔할 수 있다. 한편, 스캔부(123)는 레이저 조사부(120)에서 레이저가 외부로 출력되는 레이저 헤드를 포함할 수 있다.

여기서, 이동 지지부(미도시)는 가공 대상물(10)의 기준위치로서 상기 복수의 가공 영역 중 어느 하나를 상기 스캔 좌표의 기준점에 정렬시킬 수 있으며, 스캔부(123)로 상기 스캔 좌표의 기준점으로부터의 상대 위치에 따라 상기 복수의 가공 영역을 스캔함으로써, 정확한 위치에 레이저 가공할 수 있고, 상기 복수의 가공 영역의 가공 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 레이저 조사부(120)는 상기 복수의 가공 영역을 가공하기 위해 복수의 스캔부(123)로(또는 상기 복수의 레이저 헤드로) 구성될 수도 있으며, 이러한 경우에 레이저 검지부(140)가 복수개로 구성됨으로써, 복수의 스캔부(123)에 대응되어 하나의 스캔부(123)에 하나의 레이저 검지부(140)씩(또는 상기 레이저 검지부의 검지판이) 제공될 수 있다. 그리고 각각의 스캔부(123)마다(또는 상기 레이저 헤드마다) 레이저의 출력이 조절될 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 가공장치의 운용방법을 나타낸 순서도이다.

도 3을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 가공장치의 운용방법을 보다 상세히 살펴보는데, 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 가공장치와 관련하여 앞서 설명된 부분과 중복되는 사항들은 생략하도록 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 가공장치의 운용방법은 입사 윈도우를 갖는 챔버, 상기 입사 윈도우를 통해 상기 챔버의 내부로 레이저를 조사하는 레이저 조사부, 상기 입사 윈도우에 대응되어 상기 챔버의 내부에 제공되는 윈도우 쉴드, 상기 윈도우 쉴드를 투과한 레이저를 검지하는 레이저 검지부 및 조사되는 레이저의 출력을 조절하는 출력 조정부를 포함하는 레이저 가공장치의 운용방법에 있어서, 상기 레이저 조사부를 이용하여 상기 챔버의 내부로 레이저를 조사하는 과정(S100); 상기 레이저 검지부로 상기 챔버의 내부에 조사되어 상기 윈도우 쉴드를 투과한 레이저를 검지하는 과정(S200); 검지된 레이저의 세기를 미리 설정된 기준값과 비교하는 과정(S300); 및 상기 검지된 레이저의 세기와 상기 기준값의 차이에 따라 상기 출력 조정부를 이용하여 상기 조사되는 레이저의 출력을 조절하는 과정(S310);을 포함할 수 있다.

상기 레이저 가공장치는 입사 윈도우를 갖는 챔버, 상기 입사 윈도우를 통해 상기 챔버의 내부로 레이저를 조사하는 레이저 조사부, 상기 입사 윈도우에 대응되어 상기 챔버의 내부에 제공되는 윈도우 쉴드, 상기 윈도우 쉴드를 투과한 레이저를 검지하는 레이저 검지부 및 조사되는 레이저의 출력을 조절하는 출력 조정부를 포함할 수 있으며, 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 가공장치일 수 있다.

먼저, 상기 레이저 조사부를 이용하여 상기 챔버의 내부로 레이저를 조사한다(S100). 상기 챔버의 입사 윈도우를 통해 상기 챔버의 내부로 레이저를 조사할 수 있으며, 가공 대상물이 상기 챔버의 내부에 로딩되지 않은 상태에서 윈도우 쉴드를 투과시켜 윈도우 쉴드를 투과한 레이저를 검지하도록 할 수 있고, 상기 가공 대상물이 상기 챔버의 내부에 로딩된 상태에서는 상기 가공 대상물에 레이저를 조사하여 상기 가공 대상물을 가공할 수 있다.

다음으로, 상기 레이저 검지부로 상기 챔버의 내부에 조사되어 상기 윈도우 쉴드를 투과한 레이저를 검지한다(S200). 상기 가공 대상물이 상기 챔버의 내부에 로딩되지 않은 상태에서 상기 챔버의 내부에 조사되어 상기 윈도우 쉴드를 투과한 레이저를 검지할 수 있다. 이때, 상기 레이저 검지부를 통해 상기 윈도우 쉴드를 투과한 레이저를 검지할 수 있다. 상기 윈도우 쉴드를 투과한 레이저를 검지함으로써, 적정수준의(또는 최적의) 레이저 조건(예를 들어, 레이저 세기, 레이저 정렬 등)이 확보된 상태에서 상기 챔버 내에 상기 가공 대상물을 로딩하여 가공 공정을 수행할 수 있고, 이에 따라 가공 공정의 정밀도 및 신뢰도를 확보할 수 있다.

그 다음 검지된 레이저의 세기를 미리 설정된 기준값과 비교한다(S300). 검지된 레이저의 세기를 미리 설정된 기준값과 비교할 수 있으며, 비교한 결과를 이용하여 상기 적정수준의 레이저 조건을 유지하는 데에 사용할 수 있다. 여기서, 상기 기준값은 상기 가공 대상물의 가공을 위해 상기 가공 대상물에 조사되어야 하는 레이저 세기(값)일 수 있다. 이때, 상기 레이저 가공장치의 제어부에서 상기 검지된 레이저의 세기를 상기 기준값과 비교할 수 있다.

그리고 상기 검지된 레이저의 세기와 상기 기준값의 차이에 따라 상기 출력 조정부를 이용하여 상기 조사되는 레이저의 출력을 조절할 수 있다(S310). 일반적으로 상기 레이저의 출력을 조절하여 상기 레이저 검지부에서 검지되는 레이저의 세기를 조정함으로써, 가공 공정에서 상기 윈도우 쉴드를 투과한 레이저의 세기를 상기 적정수준의 레이저 조건(또는 기준값)으로 유지할 수 있다. 즉, 상기 윈도우 쉴드에 쌓이는 가공 부산물의 양에 따라 레이저의 출력을 조절하여 상기 윈도우 쉴드를 투과하면서 상기 가공 부산물에 의해 저하되는 레이저의 세기를 보상함으로써, 검지되는 레이저의 세기가 가공 공정을 위해 상기 가공 대상물에 조사되어야 하는 레이저 세기(값)가 되도록 할 수 있고, 가공 공정에서 상기 윈도우 쉴드를 투과한 레이저의 세기가 상기 미리 설정된 범위 내로 유지되도록 할 수 있다. 이에 따라 상기 챔버의 내부에 로딩되는 가공 대상물마다 균일한 가공 공정이 이루어질 수 있고, 상기 윈도우 쉴드의 교체 주기 및/또는 세정 주기를 늘릴 수 있으며, 상기 윈도우 쉴드에 상기 가공 부산물이 쌓인 상태에서도 상기 윈도우 쉴드를 투과한 레이저 세기의 저하 없이 안정적인 레이저 가공을 할 수 있다.

한편, 예외적으로 검지된 레이저의 세기가 너무 낮거나 상기 레이저 조사부의 최대 출력 한계로 인해 상기 레이저의 출력을 조절하여 상기 윈도우 쉴드를 투과한 레이저의 세기를 가공 공정을 위한 레이저 세기의 기준값으로 조정(또는 보정)하지 못하는 경우에 상기 윈도우 쉴드를 교체 또는 세정할 수 있도록 상기 레이저의 출력을 조절하여 레이저 조사를 오프(off)시킬 수도 있다. 또한, 상기 검지된 레이저의 세기의 상기 기준값의 차이가 허용 오차범위 이내인 경우에 상기 가공 대상물을 상기 챔버의 내부로 로딩하기 위해 상기 레이저의 출력을 조절하여 상기 레이저 조사를 오프시킬 수도 있다.

그리고 상기 레이저의 출력이 조절된 후에는 상기 윈도우 쉴드를 투과한 레이저를 검지하는 과정(S200)이 다시 수행될 수 있다.

본 발명에 따른 레이저 가공장치의 운용방법은 상기 검지된 레이저의 세기와 상기 기준값의 차이가 허용 오차범위 밖인 경우에 상기 윈도우 쉴드의 교체 시기 또는 세정 시기를 판단하는 과정(S305);을 더 포함할 수 있다.

상기 검지된 레이저의 세기와 상기 기준값의 차이가 허용 오차범위 밖인 경우에 상기 윈도우 쉴드의 교체 시기 또는 세정 시기를 판단할 수 있다(S305). 상기 검지된 레이저의 세기와 상기 기준값의 차이가 허용 오차범위 밖인(또는 상기 검지된 레이저의 세기가 상기 기준값과 상이한) 경우에 검지되는 레이저의 세기(즉, 상기 윈도우 쉴드를 투과한 레이저의 세기)를 상기 기준값으로 맞춰 주어야 하는데, 상기 윈도우 쉴드에 쌓인 상기 가공 부산물이 적은 경우에는 상기 레이저의 출력을 조절하여 상기 검지되는 레이저의 세기를 상기 기준값으로 맞춰 줄 수 있지만, 상기 윈도우 쉴드에 쌓인 상기 가공 부산물이 너무 많아 상기 검지된 레이저의 세기가 너무 낮게 나타나는 경우에는 상기 레이저의 출력을 조절하여 상기 검지되는 레이저의 세기를 상기 기준값에 맞춰 주지 못하는 경우도 있다. 이렇게 상기 레이저의 출력을 조절하여 상기 기준값에 맞춰 주지 못하는 경우에 상기 윈도우 쉴드의 교체 시기 또는 세정 시기로 판단할 수 있다. 상기 검지된 레이저의 세기와 상기 기준값의 차이가 허용 오차범위 밖인 경우에 상기 윈도우 쉴드의 교체 시기 또는 세정 시기인지를 판단하여, 상기 레이저의 출력을 조절하여 상기 검지되는 레이저의 세기를 상기 기준값에 맞춰 줄지 아니면 상기 윈도우 쉴드를 교체 또는 세정할지를 결정할 수 있다. 여기서, 상기 레이저 가공장치의 유지보수 판단부에서 상기 윈도우 쉴드의 교체 시기 또는 세정 시기를 판단할 수 있다.

본 발명에 따른 레이저 가공장치의 운용방법은 상기 윈도우 쉴드를 교체 또는 세정하는 과정(S315);을 더 포함할 수 있다.

상기 윈도우 쉴드를 교체 또는 세정할 수 있다(S315). 상기 윈도우 쉴드의 교체 시기 또는 세정 시기로 판단한 경우에 상기 윈도우 쉴드를 교체 또는 세정할 수 있으며, 교체 또는 세정된 윈도우 쉴드를 이용하여 상기 윈도우 쉴드를 투과한 레이저의 세기 등의 상기 적정수준의 레이저 조건에서 상기 챔버 내에 상기 가공 대상물을 로딩하여 가공 공정을 수행할 수 있다.

여기서, 상기 교체 또는 세정하는 과정(S315)은 상기 레이저의 최대 출력으로 레이저가 조사되어 검지된 레이저의 세기가 상기 기준값보다 작은 경우에 수행될 수 있다. 상기 최대 출력으로 조사된 레이저가 상기 윈도우 쉴드를 투과하여 검지된 레이저의 세기가 상기 기준값보다 작다는 것은 상기 윈도우 쉴드를 투과한 레이저의 세기를 상기 기준값으로 맞춰 주지 못한다는 의미이므로, 상기 윈도우 쉴드를 교체 또는 세정할 수 있고, 교체 또는 세정된 윈도우 쉴드를 통해 상기 적정수준의 레이저 조건으로 맞추어 줄 수 있다.

상기 레이저의 출력을 조절하는 과정(S310)은 상기 레이저 조사부의 레이저원에서 표준 에너지로 레이저를 방출하는 과정(S311); 및 상기 출력 조정부의 감쇠기를 통해 상기 레이저원에서 표준 에너지로 방출되는 레이저의 세기를 감소시키는 과정(S312)을 포함할 수 있다.

상기 레이저 조사부의 레이저원에서 표준 에너지로 레이저를 방출할 수 있다(S311). 상기 표준 에너지보다 낮은 에너지로 방출되는 레이저는 불안정할 수 있으므로, 상기 레이저원에서는 안정적인 상기 표준 에너지의 레이저를 지속적으로 방출할 수 있다.

그리고 상기 출력 조정부의 감쇠기를 통해 상기 레이저원에서 표준 에너지로 방출되는 레이저의 세기를 감소시킬 수 있다(S312). 상기 레이저원에서 방출되는 표준 에너지는 상기 가공 대상물의 가공을 위한 에너지(또는 레이저의 세기)보다 클 수 있으므로, 상기 감쇠기를 통해 상기 표준 에너지로 상기 레이저원에서 방출되는 레이저의 세기를 감소시켜 상기 가공 대상물의 가공에 필요한 에너지(또는 세기)의 레이저를 상기 챔버의 내부(즉, 상기 가공 대상물)로 조사할 수 있다.

일반적으로, 상기 감쇠기를 선형적(linear)으로 조정하면서(예를 들어, 회전시키면서) 상기 레이저 검지부로 레이저의 세기를 검지할 수 있으며, 상기 레이저 검지부로 검지되는 레이저의 세기가 원하는 세기(즉, 상기 레이저 가공에 적합한 세기)가 될 때까지 상기 감쇠기를 선형적으로 조정하여 자동(auto)으로 상기 레이저 조사부의 레이저 출력을 조절할 수 있다.

한편, 상기 레이저의 출력을 조절하는 과정(S310)은 상기 검지된 레이저의 세기에 따른 출력 보정값을 테이블화한 룩업 테이블(Look-Up Table)을 이용하여 수행될 수도 있고, 상기 교체 시기 또는 세정 시기를 판단하는 과정(S305)은 상기 레이저의 최대 출력값과 상기 출력 보정값을 비교하여 수행될 수 있다.

상기 레이저의 출력을 조절하는 과정(S310)에서는 상기 검지된 레이저의 세기에 따른 출력 보정값을 테이블화한 룩업 테이블을 이용할 수 있으며, 상기 룩업 테이블에는 상기 검지되는 레이저의 세기를 상기 기준값에 맞춰 주기 위해 상기 검지된 레이저의 세기가 A 값일 때에 상기 레이저의 출력을 B 값으로 조절(또는 변경)하면 되도록 상기 검지된 레이저의 세기(값)에 따라 변경(또는 조절)해줘야 하는 상기 레이저의 출력(값)이 테이블화되어 있을 수 있다. 여기서, 상기 출력 보정값은 보정되어야 할 출력값일 수 있으며, 상기 검지되는 레이저의 세기를 상기 기준값에 맞춰 주기 위해 변경해줘야 하는 상기 레이저의 출력(값)일 수 있다.

그리고 상기 교체 시기 또는 세정 시기를 판단하는 과정(S305)은 상기 레이저의 최대 출력값과 상기 출력 보정값을 비교하여 수행될 수 있다. 상기 레이저의 최대 출력값은 상기 레이저 조사부의 구성(또는 사양)에 따라 결정될 수 있고, 상기 출력 보정값은 상기 룩업 테이블에 의해 얻어질 수 있다. 상기 출력 보정값이 상기 레이저의 최대 출력값보다 큰 경우에는 상기 출력 보정값으로 상기 레이저의 출력을 조절할 수 없으므로, 상기 윈도우 쉴드의 교체 시기 또는 세정 시기로 판단할 수 있다. 이러한 경우, 직접 상기 레이저의 최대 출력으로 상기 윈도우 쉴드를 투과시켜 레이저를 검지해보지 않아도 상기 검지되는 레이저의 세기를 상기 기준값에 맞춰 주지 못한다는 것(또는 상기 레이저의 최대 출력으로 검지된 레이저의 세기가 상기 기준값보다 작다는 것)을 알 수 있고, 상기 윈도우 쉴드의 교체 시기 또는 세정 시기를 판단할 수 있다.

이와 같이, 상기 윈도우 쉴드를 투과한 레이저의 세기를 검지하여 상기 윈도우 쉴드의 교체 시기 또는 세정 시기를 판단할 수도 있다.

본 발명에 따른 레이저 가공장치의 운용방법은 상기 검지된 레이저의 세기의 상기 기준값의 차이가 허용 오차범위 이내인 경우에 상기 챔버의 내부에 가공 대상물을 로딩하는 과정(S320);을 더 포함할 수 있다.

상기 검지된 레이저의 세기의 상기 기준값의 차이가 허용 오차범위 이내인 경우에 상기 챔버의 내부에 가공 대상물을 로딩할 수 있다(S320). 상기 검지된 레이저의 세기의 상기 기준값의 차이가 허용 오차범위 이내인(또는 상기 검지된 레이저의 세기가 상기 기준값과 실질적으로 동일한) 경우에는 상기 가공 대상물의 가공에 필요한 세기의 레이저가 상기 가공 대상물에 조사될 수 있다는 것을 의미하므로, 상기 챔버의 내부에 상기 가공 대상물을 로딩할 수 있고, 상기 레이저를 조사하여 상기 가공 대상물을 가공할 수 있다. 이에 따라 상기 가공 대상물의 가공에 필요한 세기의 레이저가 확보된 상태에서 가공 공정이 수행되므로, 가공 공정의 정밀도 및 신뢰도를 확보할 수 있다.

상기 가공 대상물에 대한 가공이 완료되어 가공 완료된 상기 가공 대상물을 상기 챔버의 내부에서 반출한 후에는 상기 챔버의 내부로 레이저를 조사하는 과정(S100), 상기 윈도우 쉴드를 투과한 레이저를 검지하는 과정(S200), 상기 기준값과 비교하는 과정(S300) 및/또는 상기 레이저의 출력을 조절하는 과정(S310)이 다시 수행될 수 있고, 각각의 상기 가공 대상물마다 상기 챔버의 내부로 레이저를 조사하는 과정(S100), 상기 윈도우 쉴드를 투과한 레이저를 검지하는 과정(S200), 상기 기준값과 비교하는 과정(S300) 및/또는 상기 레이저의 출력을 조절하는 과정(S310)을 수행하여 상기 적정수준의 레이저 조건을 확보한 상태에서 상기 가공 대상물을 상기 챔버의 내부에 로딩하고 레이저 가공할 수 있다.

본 발명에 따른 레이저 가공장치의 운용방법은 상기 검지된 레이저의 조사 위치를 이용하여 조사되는 레이저의 조사 위치를 미리 설정된 스캔 좌표의 기준점으로 교정하는 과정(S250);을 더 포함할 수 있다.

상기 검지된 레이저의 조사 위치를 이용하여 조사되는 레이저의 조사 위치를 미리 설정된 스캔 좌표의 기준점으로 교정할 수 있다(S250). 여기서, 상기 스캔 좌표는 상기 가공 대상물의 여러 위치(또는 지점)에 가공을 수행하기 위해 미리 설정되는 것으로, 각 가공 위치를 좌표로 나타낸 것일 수 있으며, 상기 스캔 좌표의 기준점은 영점(또는 원점)일 수 있고, 상기 스캔 좌표는 상기 기준점에 대해 각 가공 위치의 상대 위치(들)를 계산하여 좌표화한 것일 수 있다. 그리고 상기 교정은 상기 레이저의 조사 위치가 상기 스캔 좌표의 기준점에 유지되도록 하는 것으로, 상기 레이저의 조사 위치가 상기 스캔 좌표의 기준점에서 벗어나지 않는 경우에는 그대로 유지하는 것이 교정일 수 있고, 상기 레이저의 조사 위치가 상기 스캔 좌표의 기준점에서 벗어나는 경우에만 상기 레이저의 조사 위치를 보정하여 교정할 수 있다. 이를 통해 상기 가공 대상물의 가공 위치(또는 영역)에 정확하게 상기 레이저를 조사할 수 있고, 레이저 가공의 정확도가 향상될 수 있다. 또한, 상기 검지된 레이저(또는 상기 검지된 레이저의 빔 프로파일)를 이용하여 레이저의 광축 정렬을 할 수도 있다.

그리고 상기 가공 대상물을 로딩하는 과정(S320)은 상기 가공 대상물의 기준위치를 상기 스캔 좌표의 기준점에 정렬시켜 수행될 수 있다. 이를 통해 상기 레이저의 스캔 좌표와 상기 가공 대상물 상의 위치 좌표를 동일하게 맞춰 줄 수 있으며, 이에 따라 상기 가공 대상물의 정확한 위치(또는 가공 영역)에 가공을 할 수 있어 가공 정밀도가 향상될 수 있다.

이처럼, 본 발명에서는 챔버의 입사 윈도우 상에 배치되는 윈도우 쉴드를 통해 레이저 가공에 의한 가공 부산물이 입사 윈도우에 떨어지는 것을 차단할 수 있고, 이에 따라 가공 부산물에 의해 입사 윈도우가 오염 및/또는 손상되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 레이저 검지부를 이용하여 윈도우 쉴드를 투과한 레이저를 검지함으로써, 적정수준의 레이저 조건이 확보된 상태에서 챔버 내에 가공 대상물을 로딩하여 가공 공정을 수행할 수 있고, 이에 따라 가공 공정의 정밀도 및 신뢰도를 확보할 수 있다. 또한, 출력 조정부를 이용하여 레이저 검지부에서 검지된 레이저의 세기에 따라 레이저 조사부의 레이저 출력을 조절할 수 있으며, 이를 통해 가공 공정에서 윈도우 쉴드를 투과한 레이저의 세기를 미리 설정된 범위 내로 유지할 수 있다. 즉, 윈도우 쉴드에 쌓이는 가공 부산물의 양에 따라 레이저의 출력을 조절하여 윈도우 쉴드를 투과하면서 가공 부산물에 의해 저하되는 레이저의 세기를 보상함으로써, 가공 공정에서 윈도우 쉴드를 투과한 레이저의 세기가 미리 설정된 범위 내로 유지되도록 할 수 있다. 이에 따라 챔버 내에 로딩되는 가공 대상물마다 균일한 가공 공정이 이루어질 수 있고, 윈도우 쉴드의 교체 주기 및/또는 세정 주기를 늘릴 수 있으며, 윈도우 쉴드에 가공 부산물이 쌓인 상태에서도 윈도우 쉴드를 투과한 레이저 세기의 저하 없이 안정적인 레이저 가공을 할 수 있다. 그리고 레이저 조사부가 감쇠기를 통해 레이저원에서 표준 에너지로 방출된 레이저의 세기를 조정하여 레이저의 출력을 조절함으로써, 레이저원의 방출 출력을 낮추는 경우에 낮은 방출 출력에서 레이저의 펄스폭이 흔들리는 등의 문제를 해결할 수 있다. 한편, 레이저 검지부가 레이저의 조사 위치를 검지하여, 레이저의 조사 위치가 스캔 좌표의 기준점에서 벗어나는 경우에 레이저의 조사 위치를 스캔 좌표의 기준점으로 교정할 수도 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 : 기판
12 : 금속 전극 13 : 유기막
13a: 가공홀 14 : 가공 부산물
100 : 레이저 가공장치 110 : 챔버
111 : 입사 윈도우 112 : 출사 윈도우
120 : 레이저 조사부 121 : 레이저원
122 : 미러부 123 : 스캔부(또는 레이저 헤드)
130 : 윈도우 쉴드 140 : 레이저 검지부
150 : 제어부 151 : 기준값 설정부
152 : 유지보수 판단부 153 : 레이저 교정부
160 : 출력 조정부 161 : 감쇠기
162 : 감쇠기 조정부

Claims (11)

1. 제1 면과 제2 면에 각각 입사 윈도우와 출사 윈도우가 형성되는 챔버;
   상기 챔버의 외부에 제공되어, 상기 입사 윈도우를 통해 상기 챔버의 내부로 레이저를 조사하는 레이저 조사부;
   상기 입사 윈도우에 대응되어 상기 챔버의 내부에 제공되며, 상기 레이저가 투과되는 윈도우 쉴드;
   상기 챔버의 외부에 제공되며, 상기 윈도우 쉴드를 투과한 레이저를 상기 출사 윈도우를 통해 검지하는 레이저 검지부; 및
   상기 레이저 검지부에서 검지된 레이저의 세기에 따라 상기 레이저의 출력을 조절하는 출력 조정부;를 포함하는 레이저 가공장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 레이저 조사부는 레이저를 방출하는 레이저원을 포함하며,
   상기 출력 조정부는 상기 레이저원에서 방출된 레이저의 세기를 감소시키는 감쇠기를 포함하고,
   상기 레이저원은 표준 에너지로 레이저를 방출하며,
   상기 출력 조정부는 상기 감쇠기를 통해 상기 레이저원에서 표준 에너지로 방출되는 레이저의 세기를 감소시켜 상기 레이저의 출력을 조절하는 레이저 가공장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   가공 공정을 위한 레이저 세기의 기준값을 설정하는 기준값 설정부; 및
   상기 레이저 조사부의 최대 출력으로 조사된 레이저가 상기 윈도우 쉴드를 투과한 레이저의 세기와 상기 기준값을 비교하여 상기 윈도우 쉴드의 교체 시기 또는 세정 시기를 판단하는 유지보수 판단부;를 더 포함하는 레이저 가공장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 레이저 검지부는 상기 레이저의 조사 위치를 더 검지하고,
   상기 레이저 검지부에서 검지된 상기 레이저의 조사 위치와 미리 설정된 스캔 좌표의 기준점의 위치 비교를 통해 상기 레이저의 조사 위치를 상기 스캔 좌표의 기준점으로 교정하는 레이저 교정부;를 더 포함하는 레이저 가공장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 챔버의 내부에 제공되며, 판상의 가공 대상물을 지지하여 이동 가능한 이동 지지부;를 더 포함하고,
   상기 이동 지지부는 상기 가공 대상물을 이동시켜 상기 스캔 좌표의 기준점과 상기 가공 대상물의 기준위치를 정렬시키는 레이저 가공장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 챔버의 제1 면과 제2 면은 서로 대향하는 레이저 가공장치.
7. 입사 윈도우를 갖는 챔버, 상기 입사 윈도우를 통해 상기 챔버의 내부로 레이저를 조사하는 레이저 조사부, 상기 입사 윈도우에 대응되어 상기 챔버의 내부에 제공되는 윈도우 쉴드, 상기 윈도우 쉴드를 투과한 레이저를 검지하는 레이저 검지부 및 조사되는 레이저의 출력을 조절하는 출력 조정부를 포함하는 레이저 가공장치의 운용방법에 있어서,
   상기 레이저 조사부를 이용하여 상기 챔버의 내부로 레이저를 조사하는 과정;
   상기 레이저 검지부로 상기 챔버의 내부에 조사되어 상기 윈도우 쉴드를 투과한 레이저를 검지하는 과정;
   검지된 레이저의 세기를 미리 설정된 기준값과 비교하는 과정; 및
   상기 검지된 레이저의 세기와 상기 기준값의 차이에 따라 상기 출력 조정부를 이용하여 상기 조사되는 레이저의 출력을 조절하는 과정;을 포함하는 레이저 가공장치의 운용방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 윈도우 쉴드를 교체 또는 세정하는 과정;을 더 포함하고,
   상기 교체 또는 세정하는 과정은 상기 레이저의 최대 출력으로 레이저가 조사되어 검지된 레이저의 세기가 상기 기준값보다 작은 경우에 수행되는 레이저 가공장치의 운용방법.
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 레이저의 출력을 조절하는 과정은,
   상기 레이저 조사부의 레이저원에서 표준 에너지로 레이저를 방출하는 과정; 및
   상기 출력 조정부의 감쇠기를 통해 상기 레이저원에서 표준 에너지로 방출되는 레이저의 세기를 감소시키는 과정을 포함하는 레이저 가공장치의 운용방법.
10. 청구항 7에 있어서,
    상기 검지된 레이저의 세기와 상기 기준값의 차이가 허용 오차범위 이내인 경우에 상기 챔버의 내부에 가공 대상물을 로딩하는 과정;을 더 포함하는 레이저 가공장치의 운용방법.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 검지된 레이저의 조사 위치를 이용하여 조사되는 레이저의 조사 위치를 미리 설정된 스캔 좌표의 기준점으로 교정하는 과정;을 더 포함하고,
    상기 가공 대상물을 로딩하는 과정은 상기 가공 대상물의 기준위치를 상기 스캔 좌표의 기준점에 정렬시켜 수행되는 레이저 가공장치의 운용방법.

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