KR101451972B1 - Laser direct patterning system using in field on the fly function and method for controlling the same - Google Patents

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KR101451972B1 KR1020130088719A KR20130088719A KR101451972B1 KR 101451972 B1 KR101451972 B1 KR 101451972B1 KR 1020130088719 A KR1020130088719 A KR 1020130088719A KR 20130088719 A KR20130088719 A KR 20130088719A KR 101451972 B1 KR101451972 B1 KR 101451972B1
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민성욱
강상묵
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(주)하드램
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Abstract

The present invention relates to a laser direct patterning system using an in-field on the fly function. The laser direct patterning system includes: a laser source unit to generate a laser beam to be output; a scanner unit to reflect a laser beam incident from the laser source unit in the form of a required pattern from a substrate; a stage unit to support the substrate and move the substrate in the direction of X and Y axes; a stage position measuring unit to measure the information of the position of the stage unit; a marking pattern data storage unit to store marking pattern data formed on the substrate; and a stage speed setting unit to set the moving speed of the stage unit according to the section of the stage unit moving path without stopping the movement of the stage unit from the starting of a laser patterning process to the finishing of the laser patterning process. The operations of the light source unit, the scanner unit, the stage unit, the marking pattern data storage unit, the stage position measuring unit, and the stage speed setting unit are controlled by the system.

Description

인필드 온더 플라이 기능을 이용한 레이저 다이렉트 패터닝 시스템 및 그 제어 방법 {Laser direct patterning system using in field on the fly function and method for controlling the same}Technical Field [0001] The present invention relates to a laser direct patterning system using an ink-on-on-fly function and a control method thereof,

본 발명은 레이저 다이렉트 패터닝 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 마킹 예정 패턴을 포함하는 기판 상에 스캐너 유닛을 통한 레이저 빔으로 패턴 형성시, 레이저 패터닝 완료시까지 스테이지 유닛을 정지하지 않고, 스테이지 유닛의 속도를 구간별로 가변시켜 레이저 패터닝을 수행하는 인필드 온더 플라이 기능을 이용한 레이저 다이렉트 패터닝 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a laser direct patterning system and a control method thereof, and more particularly, to a laser direct patterning system and a control method thereof, in which a stage unit is stopped until completion of laser patterning, To a laser direct patterning system using an infeed-on-fly function for performing laser patterning by varying the speed of a stage unit for each section, and a control method thereof.

종래 기술에 따른 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치는 레이저 유닛으로부터 레이저 빔을 생성 및 출력시키고, 출력된 레이저 빔을 하프 미러에 반사시켜 갈바노미터 스캐너로 입사시킨다. 이후, 갈바노미터 스캐너는 입사된 레이저 빔을 X축 갈바노미터와 Y축 갈바노미터를 통해 굴절시켜, 레이저 빔을 제어부에 입력된 경로에 따라 기판 상에 조사되도록 유도시킨다. 갈바노미터는 통상적으로 기판 상에 마킹될 문자나 도형 등의 마크에 대한 레이저 빔의 이동 경로가 입력된 제어부에 의해 제어되고, 제어부에 입력된 경로에 따라 기판 상에 레이저 빔을 조사시킴으로써, 기판 상의 소정 부위에 마크를 형성시킨다.A laser marking apparatus using a galvanometer scanner according to the related art generates and outputs a laser beam from a laser unit, reflects the output laser beam on a half mirror, and enters the galvanometer scanner. Thereafter, the galvanometer scanner refracts the incident laser beam through the X-axis galvanometer and the Y-axis galvanometer, and induces the laser beam to be irradiated onto the substrate according to the path input to the control unit. A galvanometer is usually controlled by a control unit to which a movement path of a laser beam with respect to a mark such as a character or a figure to be marked on the substrate is inputted and irradiates a laser beam on the substrate in accordance with the path inputted to the control unit, Thereby forming a mark on a predetermined portion of the surface.

한편, 기판 상에 상호 독립적인 복수의 마크 패턴을 형성하되, 마크 패턴이 갈바노미터 스캐너의 스캐닝 필드 영역 내에 위치하는 경우, 종래 기술에 따른 레이저 마킹 장치는 임의의 마크 패턴의 마킹 공정이 완료되면, 그 다음 마크 패턴의 마킹 공정을 수행하기 위하여 스테이지를 이동시켜 마크 패턴이 갈바노미터 스캐너의 스캐닝 필드 영역 내에 위치한 후, 스테이지를 안정화시키기 위하여 일정 시간을 경과한 후 기판 상에 레이저 빔을 조사하여 마크 패턴의 마킹 공정을 수행한다. When a plurality of mark patterns independent of each other are formed on the substrate, and the mark pattern is located in the scanning field region of the galvanometer scanner, the laser marking apparatus according to the related art can perform the marking process , The stage is moved to perform the marking process of the next mark pattern so that the mark pattern is located in the scanning field region of the galvanometer scanner and then the laser beam is irradiated onto the substrate after a certain time passes to stabilize the stage The marking process of the mark pattern is performed.

종래 기술에 따르면, 스테이지를 이동시킨 후, 스테이지를 안정화시키기 위하여 일정 시간 대기하여야 하므로 레이저 마킹 공정 시간이 현저히 증가하는 문제점이 발생한다.
According to the related art, there is a problem that the time required for the laser marking process remarkably increases because a certain period of time is required to stabilize the stage after moving the stage.

한국공개특허 제10-2006-0053045호Korean Patent Publication No. 10-2006-0053045

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상호 독립적인 복수의 마킹 예정 패턴을 포함하는 기판 상에 스캐너 유닛을 통한 레이저 빔으로 패턴 형성시, 레이저 패터닝 완료시까지 스테이지 유닛을 정지하지 않고, 스테이지 유닛의 속도를 구간별로 가변시켜 레이저 패터닝을 수행할 수 있는 인필드 온더 플라이 기능을 이용한 레이저 다이렉트 패터닝 시스템 및 그 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to overcome the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for forming a pattern on a substrate including a plurality of independent marking patterns, A laser direct patterning system using an infeed-on-fly function capable of performing laser patterning by varying the speed of a stage unit for each section without stopping the stage unit up to a predetermined time, and a control method thereof.

본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 레이저 빔을 생성하여 출력하는 레이저 광원 유닛; 레이저 광원 유닛으로부터 입사된 레이저 빔을 원하는 패턴 형태로 기판 상으로 반사시키는 스캐너 유닛; 기판을 지지하며, 상기 기판을 x축 및 y축 방향으로 이동시킬 수 있도록 구성되는 스테이지 유닛; 상기 스테이지 유닛의 위치 정보를 측정하는 스테이지 위치 측정 유닛; 상기 기판 상에 형성되는 마킹 패턴 데이터가 저장되는 마킹 패턴 데이터 저장 유닛; 레이저 패터닝 공정 개시부터 완료시까지 상기 스테이지 유닛의 이동을 멈추지 않고, 상기 스테이지 유닛 이동 경로의 구간별로 스테이지 유닛의 이동 속도를 설정하는 스테이지 속도 설정 유닛; 및 상기 광원 유닛, 스캐너 유닛, 스테이지 유닛, 마킹 패턴 데이터 저장 유닛, 스테이지 위치 측정 유닛 및 스테이지 속도 설정 유닛의 동작을 제어하는 레이저 마킹 시스템이 제공된다.According to an exemplary embodiment of the present invention, there is provided a laser light source unit for generating and outputting a laser beam; A scanner unit for reflecting the laser beam incident from the laser light source unit onto a substrate in a desired pattern form; A stage unit configured to support the substrate and move the substrate in the x and y axis directions; A stage position measurement unit for measuring position information of the stage unit; A marking pattern data storage unit for storing marking pattern data formed on the substrate; A stage speed setting unit for setting the moving speed of the stage unit for each section of the stage unit moving path without stopping the movement of the stage unit from the start to the completion of the laser patterning process; And a laser marking system for controlling operations of the light source unit, the scanner unit, the stage unit, the marking pattern data storage unit, the stage position measurement unit, and the stage speed setting unit.

상기 스테이지 속도 설정 유닛은 상기 마킹 패턴 데이터 저장 유닛에 저장된 마킹 패턴 데이터의 위치 정보를 기초로 스테이지 유닛의 이동 경로를 마킹 패턴이 존재하는 구간과 마킹 패턴이 존재하지 않는 구간으로 구분하고, 각 구간별로 스테이지 유닛의 이동 속도를 조절한다. The stage speed setting unit divides the movement path of the stage unit into a section in which the marking pattern exists and a section in which the marking pattern does not exist based on the positional information of the marking pattern data stored in the marking pattern data storage unit, The moving speed of the stage unit is adjusted.

상기 스테이지 속도 설정 유닛은 상기 마킹 패턴이 존재하는 구간에서는 스테이지 유닛의 속도를 일정하게 유지하되, 마킹 패턴이 존재하지 않는 구간에 비하여 이동 속도를 낮추어 설정하며, 마킹 패턴이 존재하지 않는 구간은 가속 구간과 감속 구간으로 구분하여 스테이지 유닛의 이동 속도를 설정한다.Wherein the stage speed setting unit sets the speed of the stage unit at a constant speed during a period in which the marking pattern is present but sets the moving speed lower than a period in which the marking pattern is not present, And the deceleration section, and sets the moving speed of the stage unit.

상기 레이저 광원 유닛에서 출사된 레이저 빔의 광 경로를 조절하거나 또는 레이저 빔의 초점을 조절하는 광학 유닛을 더 포함한다. And an optical unit for adjusting the optical path of the laser beam emitted from the laser light source unit or adjusting the focus of the laser beam.

상기 기판 상에 형성될 단위 마킹 패턴이 상기 스캐너 유닛의 스캐닝 필드 영역 내에 포함되는지 여부를 판단하고, 판단 결과를 스테이지 속도 설정 유닛으로 전송하는 스캐닝 필드 영역 체크 유닛;을 더 포함한다. And a scanning field region check unit for determining whether a unit marking pattern to be formed on the substrate is included in the scanning field region of the scanner unit and for transmitting the determination result to the stage speed setting unit.

상기 스테이지 속도 설정 유닛은 상기 스캐닝 필드 영역 체크 유닛으로부터 수신한 결과와 마킹 패턴 데이터를 기초로 스테이지 유닛의 이동 경로의 구간별로 스테이지 유닛의 이동 속도를 설정한다. The stage speed setting unit sets a moving speed of the stage unit for each section of the movement path of the stage unit based on the result received from the scanning field area check unit and the marking pattern data.

상기 스테이지 속도 설정 유닛은 단위 마킹 패턴이 2개 이상의 스캐닝 필드 영역에 분포된 경우에는 단위 마킹 패턴이 분포하고 있는 스캐닝 필드 영역의 구간을 통합하여, 구간을 구분하고 구간별로 스테이지 유닛의 이동 속도를 설정한다. When the unit marking pattern is distributed in two or more scanning field areas, the stage speed setting unit integrates the scanning field area in which the unit marking pattern is distributed, divides the interval, sets the moving speed of the stage unit in each interval do.

상기 스테이지 속도 설정 유닛은 마킹 패턴이 존재하는 구간에서의 스테이지 유닛의 이동 속도를 설정 시, 마킹 패턴 길이, 마킹 패턴 변곡점 개수 및 스캐너 구동부 속도를 기초로 스테이지 유닛의 이동 속도를 설정한다. The stage speed setting unit sets the moving speed of the stage unit based on the marking pattern length, the number of marking pattern inflection points, and the speed of the scanner driving unit when setting the moving speed of the stage unit in the section in which the marking pattern exists.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 마킹 패턴 데이터를 분석하는 단계; 스테이지 유닛의 이동 경로를 구간별로 구분하여 스테이지 유닛의 이동 속도를 설정하는 단계; 설정된 이동 속도로 스테이지 유닛을 이동시키고, 이동하는 스테이지 유닛의 위치를 측정하는 단계; 및 스테이지 유닛의 위치 정보와 마킹 패턴 데이터의 위치 정보를 기초로 스캐너 유닛의 동작을 제어하여, 기판 상에 레이저 빔을 조사하여 마킹 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 레이저 마킹 시스템의 제어 방법이 제공된다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of analyzing marking pattern data, the method comprising: analyzing marking pattern data; Setting a moving speed of the stage unit by dividing a moving path of the stage unit by intervals; Moving the stage unit at a set moving speed and measuring a position of the moving stage unit; And controlling the operation of the scanner unit based on the position information of the stage unit and the positional information of the marking pattern data to form a marking pattern by irradiating a laser beam onto the substrate .

본 발명에서와 같이, 상호 독립적인 복수의 마킹 예정 패턴을 포함하는 기판 상에 스캐너 유닛을 통한 레이저 패터닝 공정 수행시, 레이저 마킹 완료시까지 스테이지 유닛을 정지하지 않고, 스테이지 유닛의 속도를 구간별로 가변시켜 레이저 마킹을 수행함으로써, 레이저 마킹 품질의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 스테이지 유닛의 멈춤 동작으로 인한 대기 시간이 발생하지 않으므로 레이저 패터닝 공정 시간을 현저히 단축시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
As described in the present invention, when the laser patterning process is performed on the substrate including a plurality of marking scheduled patterns independent of each other through the scanner unit, the speed of the stage unit is varied for each section without stopping the stage unit until laser marking is completed By performing the laser marking, the reliability of the laser marking quality can be improved, and the waiting time due to the stopping operation of the stage unit does not occur, so that the laser patterning process time can be remarkably shortened.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 다이렉트 패터닝 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 다이렉트 패터닝 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 다이렉트 패터닝 시스템의 기능 블록도이다.
도 4 및 도 5는 각각 종래 기술 및 본 발명에 따른 레이저 다이렉트 패터닝 시스템에서의 각 구간별 스테이지 유닛의 속도를 나타낸 도이다.
도 6은 본 발명에 따른 레이저 다이렉트 패터닝 시스템의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 다이렉트 패터닝 시스템의 개념도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 다이렉트 패터닝 시스템의 기능 블록도이다.
도 9는 스테이지 속도를 설정하기 위한 파라미터 종류를 나타낸 도이다.1 is a conceptual diagram of a laser direct patterning system according to an embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram of a laser direct patterning system according to an embodiment of the present invention.
3 is a functional block diagram of a laser direct patterning system according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 4 and 5 are graphs showing the speeds of the stage units in each section in the laser direct patterning system according to the prior art and the present invention, respectively.
6 is a flowchart illustrating a method of controlling the laser direct patterning system according to the present invention.
7 is a conceptual diagram of a laser direct patterning system according to another embodiment of the present invention.
8 is a functional block diagram of a laser direct patterning system according to another embodiment of the present invention.
9 is a view showing a parameter type for setting the stage speed.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 다이렉트 패터닝 시스템의 개념도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 다이렉트 패터닝 시스템의 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 다이렉트 패터닝 시스템의 기능 블록도이다.FIG. 1 is a conceptual diagram of a laser direct patterning system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram of a laser direct patterning system according to an embodiment of the present invention. Figure 2 is a functional block diagram of a laser direct patterning system.

도 1을 살펴보면, 기판(10)은 스테이지 유닛(400) 상에 안착되며, 스테이지 유닛(400)은 x축 및 y축으로 각각 이동가능하게 설치된다. 스캐너 유닛(300)은 스테이지 유닛(400)의 상부에 고정 설치된다. 스캐너 유닛(300)은 소정 크기의 영역 내에서 갈바노 미러를 구동시켜서 레이저 빔을 원하는 위치로 조사시켜 기판 상에 마킹 패턴을 형성하게 된다. 이때, 스캐너 유닛(300)의 가공 영역을 스캐닝 필드 영역(Sf)이라 한다. Referring to FIG. 1, the substrate 10 is mounted on a stage unit 400, and the stage unit 400 is movably installed in the x-axis and the y-axis, respectively. The scanner unit 300 is fixed to the upper portion of the stage unit 400. The scanner unit 300 drives a galvanometer mirror within a predetermined size area to irradiate the laser beam to a desired position to form a marking pattern on the substrate. At this time, the machining area of the scanner unit 300 is referred to as a scanning field area S f .

본 발명은 기판(10) 상에 서로 독립적인 단위 마킹 패턴을 복수개 형성하되, 이러한 단위 마킹 패턴(MP)의 크기가 스캐너 유닛(300)의 스캐닝 필드 영역(Sf)의 크기 보다 작은 경우 레이저 패터닝 공정 개시부터 완료시까지 스캐너 유닛(300)을 통한 패터닝 공정 시 스테이지 유닛(400)의 이동을 멈추지 않고, 구간별로 이동 속도를 조절하면서 패터닝 공정을 수행함으로써 레이저 패터닝 공정 시간을 단축하고, 레이저 패터닝의 품질을 개선하게 된다. 도 1에서는 기판(10)상에 6개의 단위 마킹 패턴이 형성되며, 기판(10)은 6개의 스캐닝 필드 영역(f1 ~ f6)으로 분할된다. 기판(10)의 지점 A, B, C, D, E, F가 순차적으로 스캐너 유닛(300)의 스캐닝 필드 영역 내에 배치하도록 스테이지 유닛(400)을 이동시킨다. 이때, 스테이지 유닛(400)은 이동 경로 중간에 완전히 멈추는 지점없이 구간별로 이동 속도를 조절하면서 이동하고, 스테이지 유닛(400)의 이동 중에 스캐너 유닛(300)은 스테이지 유닛의 위치 정보를 확인하여 기판 상에 레이저 빔을 조사하여 마킹 패턴을 형성한다.A plurality of unit marking patterns that are independent from each other are formed on the substrate 10. When the size of the unit marking pattern MP is smaller than the size of the scanning field area S f of the scanner unit 300, It is possible to shorten the laser patterning process time by performing the patterning process while controlling the moving speed for each section without stopping the movement of the stage unit 400 during the patterning process through the scanner unit 300 from the start to the completion of the process, . In Figure 1, the six unit marking pattern is formed on the substrate 10, the substrate 10 is divided into six field scanning area (f 1 ~ f 6). The stage unit 400 is moved so that the points A, B, C, D, E, and F of the substrate 10 are sequentially positioned within the scanning field area of the scanner unit 300. [ At this time, the stage unit 400 moves while adjusting the moving speed for each section without completely stopping in the middle of the moving path. During the movement of the stage unit 400, the scanner unit 300 confirms the position information of the stage unit, A laser beam is irradiated to form a marking pattern.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저 다이렉트 패터닝 시스템은 레이저 광원 유닛(100), 광학 유닛(200), 스캐너 유닛(300), 스테이지 유닛(400), 마킹 패턴 데이터 저장 유닛(500), 스테이지 위치 측정 유닛(600), 스테이지 속도 설정 유닛(700) 및 제어 유닛(900)을 포함한다.2 and 3, the laser direct patterning system according to the present embodiment includes a laser light source unit 100, an optical unit 200, a scanner unit 300, a stage unit 400, a marking pattern data storage unit 500, a stage position measuring unit 600, a stage speed setting unit 700, and a control unit 900.

레이저 광원 유닛(100)은 레이저 빔을 생성하여 출력한다. 레이저 광원 유닛(100)의 후단에 설치되어, 레이저 빔의 파워를 조절하여 출력하는 레이저 빔 파워 조절기(미도시)가 추가될 수 있다. The laser light source unit 100 generates and outputs a laser beam. A laser beam power regulator (not shown) may be added at the rear end of the laser light source unit 100 to adjust and output the power of the laser beam.

광학 유닛(200)는 레이저 광원 유닛(100)에서 출사된 레이저 빔의 광 경로를 조절하거나 또는 레이저 빔의 초점을 조절하는 기능을 수행한다. The optical unit 200 controls the optical path of the laser beam emitted from the laser light source unit 100 or adjusts the focus of the laser beam.

광학 유닛(200)은 미러부(210)와 초점 렌즈부(230)로 구성되며, 미러부(210)는 레이저 광원 유닛(100)의 후단에 설치되어, 레이저 광원 유닛(100)으로부터 입사된 레이저 빔을 스캐너 유닛(200)으로 반사시킨다. 초점 렌즈부(230)는 스캐너 유닛(200)의 후단 및 스테이지 유닛(500)의 상부에 설치되며, 스캐너 유닛(200)으로부터 입사된 레이저 빔을 기판(10) 상에 초점이 배치되도록 조절한다. The optical unit 200 includes a mirror unit 210 and a focal lens unit 230. The mirror unit 210 is disposed at the rear end of the laser light source unit 100 and includes a laser And reflects the beam to the scanner unit 200. The focus lens unit 230 is provided at a rear end of the scanner unit 200 and at an upper portion of the stage unit 500 and adjusts the laser beam incident from the scanner unit 200 to be focused on the substrate 10.

스캐너 유닛(300)은 레이저 광원 유닛(100)으로부터 입사된 레이저 빔의 수직 변위와 수평 변위를 조절하여 레이저 광을 원하는 패턴 형태로 기판 상으로 반사시킨다. 이때, 스캐너 유닛(300)은 마킹 패턴 데이터 및 스테이지 유닛의 위치 정보에 기초하여 제어 유닛(900)의 제어 신호에 따라 구동된다. The scanner unit 300 adjusts vertical displacement and horizontal displacement of a laser beam incident from the laser light source unit 100 and reflects the laser light onto the substrate in a desired pattern form. At this time, the scanner unit 300 is driven in accordance with the control signal of the control unit 900 based on the marking pattern data and the position information of the stage unit.

스캐너 유닛(300)은 제1 스캐너부(310)와 제2 스캐너부(320)의 조합으로 구성되며, 제1 스캐너부(310)는 레이저 광원 유닛(100)으로부터 입사되는 레이저 빔의 제1축 방향(예를 들면, x축)의 변위를 조절하고, 제2 스캐너부(320)는 제1축 방향과 수직인 제2축 방향(예를 들면, y축)의 변위를 조절하는 기능을 수행한다.The scanner unit 300 includes a combination of a first scanner unit 310 and a second scanner unit 320. The first scanner unit 310 includes a first scanner unit 310 and a second scanner unit 320, And the second scanner unit 320 functions to adjust the displacement of the second axial direction (e.g., the y-axis) perpendicular to the first axial direction do.

제1 스캐너부(310)는 제1 갈바노 미러(311)와 제1 갈바노 미러 구동부(312)를 포함하며, 제2 스캐너부(320)는 제2 갈바노 미러(321)와 제2 갈바노 미러 구동부(322)를 포함한다.The first scanner unit 310 includes a first galvanometer mirror 311 and a first galvanometer mirror driving unit 312. The second scanner unit 320 includes a second galvanometer mirror 321, And a nomirror driver 322.

제1 갈바노 미러(311)는 레이저 빔을 반사하도록 회전가능하게 설치되며, 제1 갈바노 미러 구동부(312)는 제1 갈바노 미러(311)의 단부에 설치되어, 제1 갈바노 미러(311)를 지지하면서, 제1 갈바노 미러(311)를 회동시킨다. 그리고, 제2 갈바노 미러(321)는 레이저 빔을 반사하도록 회전가능하게 설치되며, 제2 갈바노 미러 구동부(322)는 제2 갈바노 미러(321)의 단부에 설치되어, 제2 갈바노 미러(321)를 지지하면서, 제2 갈바노 미러(321)를 회동시킨다. The first galvanometer mirror 311 is rotatably installed to reflect the laser beam. The first galvanometer mirror driving unit 312 is installed at an end of the first galvanometer mirror 311, 311, the first galvanometer mirror 311 is rotated. The second galvanometer mirror 321 is installed at an end of the second galvanometer mirror 321 so that the second galvanometer mirror 321 is rotatably installed to reflect the laser beam, And rotates the second galvanometer mirror 321 while supporting the mirror 321.

제1 갈바노 미러(311)에 의해 반사된 레이저 빔은 제2 갈바노 미러(321)로 입사되며, 제2 갈바노 미러(321)에 입사된 레이저 빔은 기판 방향으로 반사되며, 기판 상에 조사되어 마킹 패턴을 형성한다.The laser beam reflected by the first galvanometer mirror 311 is incident on the second galvanometer mirror 321. The laser beam incident on the second galvanometer mirror 321 is reflected toward the substrate, To form a marking pattern.

스테이지 유닛(400)은 기판(10)을 지지하며, 기판(10)을 2축 방향 즉, x축 방향과 y축 방향으로 이동시킬 수 있도록 구성된다.The stage unit 400 supports the substrate 10 and is configured to move the substrate 10 in the biaxial direction, that is, in the x-axis direction and the y-axis direction.

마킹 패턴 데이터 저장 유닛(500)에는 기판(10) 상에 패터닝될 마킹 패턴 데이터가 저장된다. The marking pattern data to be patterned on the substrate 10 is stored in the marking pattern data storage unit 500.

스테이지 위치 측정 유닛(600)은 스테이지 유닛의 위치를 측정하고, 측정된 결과를 실시간으로 제어 유닛(900)에 전송한다. 제어 유닛(900)은 마킹 패턴 데이터 저장 유닛(500)에 저장된 마킹 패턴 데이터와 스테이지 위치 측정 유닛(600)으로 수신된 스테이지 위치 측정 결과를 기초로 스캐너 유닛(300)의 동작을 제어하여, 레이저 빔이 기판 상의 마킹 패턴 상에 조사되도록 한다.The stage position measuring unit 600 measures the position of the stage unit and transmits the measured result to the control unit 900 in real time. The control unit 900 controls the operation of the scanner unit 300 based on the marking pattern data stored in the marking pattern data storage unit 500 and the stage position measurement result received by the stage position measurement unit 600, Is irradiated onto the marking pattern on the substrate.

스테이지 속도 설정 유닛(700)은 스테이지 유닛의 이동 경로의 구간별로 스테이지 유닛의 이동 속도를 설정하는 기능을 수행한다. 스테이지 속도 설정 유닛(700)은 마킹 패턴 데이터 저장 유닛(500)에 저장된 마킹 패턴 데이터의 위치 정보를 기초로 스테이지 유닛의 이동 경로를 마킹 패턴이 존재하는 구간과 마킹 패턴이 존재하지 않는 구간으로 구분하고, 각 구간별로 스테이지 유닛의 이동 속도를 조절한다. 마킹 패턴이 존재하는 구간에서는 스테이지 유닛의 속도를 일정하게 유지하되, 마킹 패턴이 존재하지 않는 구간에 비하여 이동 속도를 낮추어 설정한다. 그리고, 마킹 패턴이 존재하지 않는 구간은 가속 구간과 감속 구간으로 구분하여, 단위 마킹 패턴의 패터닝 공정이 완료된 시점에서 임의의 구간까지는 스테이지 유닛의 이동 속도를 증가시키며(가속 구간), 임의의 구간에서 다음 단위 마킹 패턴의 패터닝 공정이 개시되는 구간 또는 전체 패터닝 공정이 완료되는 구간까지 스테이지 유닛의 이동 속도를 감소(감속 구간)시키도록 스테이지 유닛의 이동 속도를 설정한다.The stage speed setting unit 700 performs a function of setting the moving speed of the stage unit in each section of the movement path of the stage unit. The stage speed setting unit 700 divides the movement path of the stage unit into a section in which the marking pattern exists and a section in which the marking pattern does not exist based on the positional information of the marking pattern data stored in the marking pattern data storage unit 500 , And controls the movement speed of the stage unit for each section. In the section where the marking pattern exists, the speed of the stage unit is kept constant, but the moving speed is set lower than the section in which the marking pattern is not present. The section in which the marking pattern does not exist is classified into an acceleration section and a deceleration section. The moving speed of the stage unit is increased until the arbitrary section from the point when the patterning process of the unit marking pattern is completed (acceleration section) The moving speed of the stage unit is set so that the moving speed of the stage unit is reduced (deceleration section) to the section in which the patterning process of the next unit marking pattern is started or to the section in which the entire patterning process is completed.

제어 유닛(900)은 광원 유닛(100), 광학 유닛(200), 스캐너 유닛(300), 스테이지 유닛(400), 마킹 패턴 데이터 저장 유닛(500), 스테이지 위치 측정 유닛(600) 및 스테이지 속도 설정 유닛(700)의 동작을 제어한다.
The control unit 900 includes a light source unit 100, an optical unit 200, a scanner unit 300, a stage unit 400, a marking pattern data storage unit 500, a stage position measurement unit 600, Thereby controlling the operation of the unit 700.

도 4 및 도 5는 각각 종래 기술 및 본 발명에 따른 레이저 다이렉트 패터닝 시스템에서의 각 구간별 스테이지 유닛의 속도를 나타낸 도이다.FIGS. 4 and 5 are graphs showing the speeds of the stage units in each section in the laser direct patterning system according to the prior art and the present invention, respectively.

도 4 및 도 5를 살펴보면, 종래 기술의 경우 임의의 마크 패턴의 패터닝 공정이 완료되면, 그 다음 마크 패턴의 패터닝 공정을 수행하기 위하여 스테이지 유닛을 이동시켜 스테이지 유닛을 정지시킨 후 일정 시간의 안정화 시간을 거친 후 패터닝 공정을 수행한다.4 and 5, when the patterning process of an arbitrary mark pattern is completed in the conventional art, the stage unit is moved to perform the patterning process of the next mark pattern to stop the stage unit, And then the patterning process is performed.

이에 반하여, 본 발명에 따르면 기판 전체의 패터닝 공정이 완료될 때 까지 스테이지 유닛의 이동을 멈추지 않고, 스테이지 유닛의 이각 구간별로 스테이지 유닛의 이동 속도를 조절한다. 마킹 패턴이 존재하는 구간(S1~E1, S2~E2, S3~E3)에서는 스테이지 유닛의 속도를 일정하게 유지하고, 마킹 패턴이 존재하지 않는 구간은 가속 구간(a1, a2, a3)과 감속 구간(d1, d2, d3)으로 구분하여, 스테이지 유닛의 이동 속도를 증가 또는 감소시킨다.
On the other hand, according to the present invention, the movement speed of the stage unit is adjusted for each of the diagonal sections of the stage unit without stopping the movement of the stage unit until the patterning process for the entire substrate is completed. Section in which the marking pattern is present (S 1 ~ E 1, S 2 ~ E 2, S 3 ~ E 3) in maintaining a constant speed of the stage unit, and the marking section pattern is not present is the acceleration section (a 1, a 2 , a 3 ) and a deceleration section (d 1 , d 2 , d 3 ), thereby increasing or decreasing the moving speed of the stage unit.

도 6은 본 발명에 따른 레이저 다이렉트 패터닝 시스템의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method of controlling the laser direct patterning system according to the present invention.

도 6을 참조하면, 마킹 패턴 데이터를 분석하는 과정을 수행한다(S110).Referring to FIG. 6, a process of analyzing marking pattern data is performed (S110).

스테이지 유닛의 이동 경로를 구간별로 구분하여 스테이지 유닛의 이동 속도를 설정하는 과정을 수행한다(S120). 이때, 마킹 패턴이 존재하는 구간과 마킹 패턴이 존재하지 않는 구간으로 구분하고, 마킹 패턴이 존재하는 구간에서는 스테이지 유닛의 속도를 일정하게 유지하도록 설정하고, 마킹 패턴이 존재하지 않는 구간은 가속 구간과 감속 구간으로 구분하여, 스테이지 유닛의 이동 속도를 설정한다.The moving path of the stage unit is divided according to each section to set the moving speed of the stage unit (S120). In this case, the section in which the marking pattern exists and the section in which the marking pattern does not exist are divided. In the section where the marking pattern exists, the speed of the stage unit is set to be constant. Deceleration section, and sets the moving speed of the stage unit.

설정된 이동 속도로 스테이지 유닛을 이동시킨다(S130). 이동하는 스테이지 유닛의 위치를 측정하는 과정을 수행한다(S140).The stage unit is moved at the set moving speed (S130). A process of measuring the position of the moving stage unit is performed (S140).

스테이지 유닛의 위치 정보와 마킹 패턴 데이터의 위치 정보를 기초로 스캐너 유닛의 동작을 제어한다(S150).The operation of the scanner unit is controlled based on the position information of the stage unit and the position information of the marking pattern data (S150).

스캐너 유닛을 통하여 기판 상에 레이저 빔을 조사하여 마킹 패턴을 형성하는 과정을 수행한다(S160).
A process of forming a marking pattern by irradiating a laser beam onto the substrate through the scanner unit is performed (S160).

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 다이렉트 패터닝 시스템의 개념도이며, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 다이렉트 패터닝 시스템의 기능 블록도이고, 도 9는 스테이지 속도를 설정하기 위한 파라미터 종류를 나타낸 도이다.FIG. 7 is a conceptual diagram of a laser direct patterning system according to another embodiment of the present invention, FIG. 8 is a functional block diagram of a laser direct patterning system according to another embodiment of the present invention, Fig.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저 다이렉트 패터닝 시스템은 레이저 광원 유닛(100), 광학 유닛(200), 스캐너 유닛(300), 스테이지 유닛(400), 마킹 패턴 데이터 저장 유닛(500), 스테이지 위치 측정 유닛(600), 스테이지 속도 설정 유닛(700), 스캐닝 필드 영역 체크 유닛(800) 및 제어 유닛(900)을 포함한다.7 to 9, the laser direct patterning system according to the present embodiment includes a laser light source unit 100, an optical unit 200, a scanner unit 300, a stage unit 400, a marking pattern data storage unit 500, a stage position measuring unit 600, a stage speed setting unit 700, a scanning field region check unit 800, and a control unit 900.

본 발명은 기판(10) 상에 서로 독립적인 단위 마킹 패턴을 복수개 형성하되, 이러한 단위 마킹 패턴(MP)의 크기가 스캐너 유닛(300)의 스캐닝 필드 영역(Sf)의 크기 보다 작은 경우와 단위 마킹 패턴의 크기가 스캐너 유닛(300)의 스캐닝 필드 영역의 크기 보다 큰 경우가 복합적으로 구성된 경우, 레이저 패터닝 공정 개시부터 완료시까지 스캐너 유닛(300)을 통한 패터닝 공정 시 스테이지 유닛(400)의 이동을 멈추지 않고, 구간별로 이동 속도를 조절하면서 패터닝 공정을 수행한다. 이때, 단위 마킹 패턴이 2개 이상의 스캐닝 필드 영역을 분포된 경우에는 해당 스캐닝 필드 영역의 구간을 통합하여 스테이지 유닛의 이동 속도를 조절한다.A plurality of unit marking patterns that are independent from each other are formed on the substrate 10 and a case where the size of the unit marking pattern MP is smaller than the size of the scanning field area S f of the scanner unit 300, When the size of the marking pattern is more than the size of the scanning field area of the scanner unit 300, movement of the stage unit 400 during the patterning process through the scanner unit 300 from the start to the completion of the laser patterning process The patterning process is performed while controlling the moving speed for each section without stopping. At this time, when the unit marking pattern has two or more scanning field regions distributed, the moving speed of the stage unit is adjusted by integrating the regions of the scanning field regions.

본 실시예는 위의 실시예와 비교하여 스캐닝 필드 영역 체크 유닛(800)을 추가로 포함하며, 나머지 구성은 유사한 바 이하에서는 상이한 구성을 위주로 상술한다. The present embodiment further includes a scanning field area check unit 800 in comparison with the above embodiment, and the rest of the configuration will be described below focusing on a different configuration in a similar manner.

스캐닝 필드 영역 체크 유닛(800)은 기판 상에 형성될 단위 마킹 패턴이 스캐너 유닛(300)의 스캐닝 필드 영역 내에 포함되는지 여부를 판단하고, 판단 결과를 스테이지 속도 설정 유닛(700)으로 전송하는 기능을 수행한다. 즉, 단위 마킹 패턴의 크기가 스캐너 유닛(300)의 스캐닝 필드 영역의 크기 보다 작은지 아니면 단위 마킹 패턴의 크기가 스캐너 유닛(300)의 스캐닝 필드 영역의 크기 보다 큰 지를 판단한다. The scanning field area check unit 800 has a function of determining whether a unit marking pattern to be formed on the substrate is included in the scanning field area of the scanner unit 300 and transmitting the determination result to the stage speed setting unit 700 . That is, it is determined whether the size of the unit marking pattern is smaller than the size of the scanning field area of the scanner unit 300 or the size of the unit marking pattern is larger than the size of the scanning field area of the scanner unit 300.

스테이지 속도 설정 유닛(700)은 스캐닝 필드 영역 체크 유닛(800)으로부터 수신한 결과와 마킹 패턴 데이터를 기초로 스테이지 유닛의 이동 경로의 구간별로 스테이지 유닛의 이동 속도를 설정한다. 이때, 단위 마킹 패턴이 2개 이상의 스캐닝 필드 영역을 분포된 경우에는 단위 마킹 패턴이 분포하고 있는 스캐닝 필드 영역의 구간을 통합하여, 구간을 구분하고 구간별로 스테이지 유닛의 이동 속도를 조절한다.The stage speed setting unit 700 sets the moving speed of the stage unit for each section of the movement path of the stage unit based on the result received from the scanning field area check unit 800 and the marking pattern data. In this case, when the unit marking pattern has two or more scanning field regions distributed, the region of the scanning field region in which the unit marking pattern is distributed is integrated to control the movement speed of the stage unit.

스테이지 속도 설정 유닛(700)은 마킹 패턴이 존재하는 구간(즉, 등속 구간)에서의 스테이지 유닛의 이동 속도를 설정함에 있어서 도 9에 도시된 파라미터를 기초로 설정하게 된다. 도 9에는 스테이지 속도를 설정하기 위한 파라미터(750)는 마킹 패턴 길이(751), 마킹 패턴 변곡점 개수(752) 및 스캐너 구동부 속도(753)를 포함한다.The stage speed setting unit 700 sets the moving speed of the stage unit in the section where the marking pattern exists (i.e., the constant velocity section) based on the parameters shown in Fig. 9, the parameter 750 for setting the stage speed includes the marking pattern length 751, the number of marking pattern inflection points 752, and the speed of the scanner driver 753.

즉, 스테이지 속도 설정 유닛(700)은 각 등속 구간에서의 스테이지 유닛의 이동 속도를 마킹 패턴 길이, 마킹 패턴 변곡점 개수 및 스캐너 구동부 속도를 고려하여 설정하게 된다. That is, the stage speed setting unit 700 sets the moving speed of the stage unit in each constant velocity section in consideration of the marking pattern length, the number of marking pattern inflection points, and the speed of the scanner driving unit.

예를 들면, 임의의 등속 구간 내에 존재하는 마킹 패턴의 길이가 타 등속 구간 내에 존재하는 마킹 패턴의 길이 보다 긴 경우에는 스테이지 유닛의 이동 속도를 타 구간에 비하여 상대적으로 느리게 설정한다. 그리고, 임의의 등속 구간 내에 마킹 패턴의 변곡점의 개수가 타 구간 보다 많은 경우에는 타 구간에 비하여 스테이지 유닛의 이동 속도를 느리게 설정한다.
For example, when the length of a marking pattern existing in an arbitrary constant velocity section is longer than the length of a marking pattern existing in a constant velocity section, the movement speed of the stage unit is set to be relatively slow as compared with other sections. If the number of inflection points of the marking pattern is larger than the other intervals within a predetermined constant velocity section, the movement speed of the stage unit is set to be slower than the other sections.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 인필드 온더 플라이 기능을 이용한 레이저 다이렉트 패터닝 시스템 및 그 제어 방법의 예시적인 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
It is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes may be made without departing from the scope of the present invention. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.

100 : 레이저 광원 유닛
200 : 광학 유닛
300 : 스캐너 유닛
400 : 스테이지 유닛
500 : 마킹 패턴 데이터 저장유닛
600 : 스테이지 위치 측정유닛
700 : 스테이지 속도 설정유닛
800 : 스캐닝 필드영역 체크유닛
900 : 제어 유닛100: laser light source unit
200: optical unit
300: Scanner unit
400: stage unit
500: Marking pattern data storage unit
600: stage position measuring unit
700: stage speed setting unit
800: Scanning field area check unit
900: control unit

Claims (9)

레이저 다이렉트 패터닝 시스템에 있어서,
레이저 빔을 생성하여 출력하는 레이저 광원 유닛;
레이저 광원 유닛으로부터 입사된 레이저 빔을 원하는 패턴 형태로 기판 상으로 반사시키는 스캐너 유닛;
기판을 지지하며, 상기 기판을 x축 및 y축 방향으로 이동시킬 수 있도록 구성되는 스테이지 유닛;
상기 스테이지 유닛의 위치 정보를 측정하는 스테이지 위치 측정 유닛;
상기 기판 상에 형성되는 마킹 패턴 데이터가 저장되는 마킹 패턴 데이터 저장 유닛; 및
레이저 패터닝 공정 개시부터 완료시까지 상기 스테이지 유닛의 이동을 멈추지 않고, 상기 스테이지 유닛 이동 경로의 구간별로 스테이지 유닛의 이동 속도를 설정하는 스테이지 속도 설정 유닛을 포함하며,
상기 스테이지 속도 설정 유닛은 상기 마킹 패턴 데이터 저장 유닛에 저장된 마킹 패턴 데이터의 위치 정보를 기초로 스테이지 유닛의 이동 경로를 마킹 패턴이 존재하는 구간과 마킹 패턴이 존재하지 않는 구간으로 구분하고, 상기 스테이지 속도 설정 유닛은 상기 마킹 패턴이 존재하는 구간에서는 스테이지 유닛의 속도를 일정하게 유지하되, 마킹 패턴이 존재하지 않는 구간에 비하여 이동 속도를 낮추어 설정하며, 마킹 패턴이 존재하지 않는 구간은 가속 구간과 감속 구간으로 구분하여 스테이지 유닛의 이동 속도를 설정하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이렉트 패터닝 시스템.
In a laser direct patterning system,
A laser light source unit for generating and outputting a laser beam;
A scanner unit for reflecting the laser beam incident from the laser light source unit onto a substrate in a desired pattern form;
A stage unit configured to support the substrate and move the substrate in the x and y axis directions;
A stage position measurement unit for measuring position information of the stage unit;
A marking pattern data storage unit for storing marking pattern data formed on the substrate; And
And a stage speed setting unit for setting the moving speed of the stage unit for each section of the stage unit moving path without stopping the movement of the stage unit from the start to the completion of the laser patterning process,
Wherein the stage speed setting unit divides the movement path of the stage unit into a section in which the marking pattern exists and a section in which the marking pattern does not exist based on the positional information of the marking pattern data stored in the marking pattern data storage unit, The setting unit sets the speed of the stage unit at a constant speed in a period in which the marking pattern is present but sets the moving speed at a lower speed than a period in which the marking pattern is not present. And the moving speed of the stage unit is set.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 레이저 광원 유닛에서 출사된 레이저 빔의 광 경로를 조절하거나 또는 레이저 빔의 초점을 조절하는 광학 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이렉트 패터닝 시스템.
The method according to claim 1,
Further comprising an optical unit for adjusting the optical path of the laser beam emitted from the laser light source unit or adjusting the focus of the laser beam.
제1항에 있어서,
상기 기판 상에 형성될 단위 마킹 패턴이 상기 스캐너 유닛의 스캐닝 필드 영역 내에 포함되는지 여부를 판단하고, 판단 결과를 스테이지 속도 설정 유닛으로 전송하는 스캐닝 필드 영역 체크 유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이렉트 패터닝 시스템.
The method according to claim 1,
And a scanning field region check unit for determining whether a unit marking pattern to be formed on the substrate is included in a scanning field region of the scanner unit and for transmitting a determination result to a stage speed setting unit Direct patterning system.
제5항에 있어서,
상기 스테이지 속도 설정 유닛은 상기 스캐닝 필드 영역 체크 유닛으로부터 수신한 결과와 마킹 패턴 데이터를 기초로 스테이지 유닛의 이동 경로의 구간별로 스테이지 유닛의 이동 속도를 설정하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이렉트 패터닝 시스템.
6. The method of claim 5,
Wherein the stage speed setting unit sets the moving speed of the stage unit for each section of the movement path of the stage unit based on the result received from the scanning field region check unit and the marking pattern data.
제6항에 있어서,
상기 스테이지 속도 설정 유닛은 단위 마킹 패턴이 2개 이상의 스캐닝 필드 영역에 분포된 경우에는 단위 마킹 패턴이 분포하고 있는 스캐닝 필드 영역의 구간을 통합하여, 구간을 구분하고 구간별로 스테이지 유닛의 이동 속도를 설정하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이렉트 패터닝 시스템.
The method according to claim 6,
When the unit marking pattern is distributed in two or more scanning field areas, the stage speed setting unit integrates the scanning field area in which the unit marking pattern is distributed, divides the interval, sets the moving speed of the stage unit in each interval Wherein the laser direct patterning system comprises:
제1항에 있어서,
상기 스테이지 속도 설정 유닛은 마킹 패턴이 존재하는 구간에서의 스테이지 유닛의 이동 속도를 설정 시, 마킹 패턴 길이, 마킹 패턴 변곡점 개수 및 스캐너 구동부 속도를 기초로 스테이지 유닛의 이동 속도를 설정하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이렉트 패터닝 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the stage speed setting unit sets the moving speed of the stage unit based on the marking pattern length, the number of marking pattern inflection points, and the speed of the scanner driving unit when setting the moving speed of the stage unit in the section in which the marking pattern exists Laser direct patterning system.
제1항, 제4항, 제5항, 제6항, 제7항 또는 제8항 중 어느 한 항에 따른 레이저 다이렉트 패터닝 시스템의 제어 방법으로서,
마킹 패턴 데이터를 분석하는 단계;
스테이지 유닛의 이동 경로를 구간별로 구분하여 스테이지 유닛의 이동 속도를 설정하는 단계;
설정된 이동 속도로 스테이지 유닛을 이동시키고, 이동하는 스테이지 유닛의 위치를 측정하는 단계; 및
스테이지 유닛의 위치 정보와 마킹 패턴 데이터의 위치 정보를 기초로 스캐너 유닛의 동작을 제어하여, 기판 상에 레이저 빔을 조사하여 마킹 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이렉트 패터닝 시스템의 제어 방법.
A control method of a laser direct patterning system according to any one of claims 1, 4, 5, 6, 7, and 8,
Analyzing the marking pattern data;
Setting a moving speed of the stage unit by dividing a moving path of the stage unit by intervals;
Moving the stage unit at a set moving speed and measuring a position of the moving stage unit; And
And controlling the operation of the scanner unit based on the position information of the stage unit and the position information of the marking pattern data to form a marking pattern by irradiating a laser beam onto the substrate. Control method.
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