KR101854521B1 - System for exposure using DMD - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 DMD를 이용한 노광시스템은 레이져빔을 방사하는 광원; 상기 광원에 의하여 방사된 레이져 빔을 일방향으로 반사시키는 복수개의 마이크로미러로 형성된 제1열 마이크로부와, 상기 제1열 마이크로부의 측면에 인접하여 배열되며 상기 광원에 의하여 방사된 레이져 빔을 일방향으로 반사시키는 복수개의 마이크로미러로 형성된 제2열 마이크로부를 포함하는 DMD(Digital Micro-mirror Device); 상기 마이크로 미러에 설계된 패턴이미지에 대응하는 전기적 신호를 송신하여 상기 마이크로 미러의 온-오프(On-off)를 제어하는 제어부; 및 상기 DMD로부터 반사되는 레이져빔의 경로 상에 배치되어, 상기 반사되는 레이져 빔을 재반사하여 상기 레이져 빔을 노광대상물 상에 조사하는 폴리곤미러를 포함하고, 상기 제2열 마이크로부의 마이크로미러는 상기 제1열 마이크로부의 복수개의 마이크로미러 사이 공간의 일측에 배치된다. 이러한 본 발명에 따른 DMD를 이용한 노광시스템에 의하면 마이크로 미러 사이 공간으로 인한 패턴이미지의 의도하지 않은 공백을 방지함으로써, 상기 패턴이미지의 형상정밀도를 향상시킬 수 있으며 최종 제품의 불량률을 줄일 수 있다. 더불어 기본 노광패턴이미지의 공백을 제거하기 위한 중첩 노광패턴이미지를 형성함에 있어서, DMD의 제어 방법이 간단하며 구현이 용이하다. An exposure system using a DMD according to the present invention includes a light source emitting a laser beam; A first thermal micro part formed by a plurality of micromirrors for reflecting the laser beam emitted by the light source in one direction, and a second thermal micro part arranged adjacent to the side surface of the first thermal micro part and reflecting the laser beam emitted by the light source in one direction A DMD (Digital Micro-mirror Device) including a second thermal micro part formed of a plurality of micromirrors; A control unit for controlling an on-off state of the micromirror by transmitting an electrical signal corresponding to a pattern image designed on the micromirror; And a polygon mirror disposed on a path of the laser beam reflected from the DMD for reflecting the reflected laser beam and irradiating the laser beam onto the object to be exposed, And is disposed on one side of the space between the plurality of micromirrors of the first row micro part. According to the exposure system using the DMD according to the present invention, it is possible to improve the shape accuracy of the pattern image and reduce the defective rate of the final product by preventing unintended blanking of the pattern image due to the space between the micro mirrors. In addition, the method of controlling the DMD is simple and easy to implement in forming an overlapping exposure pattern image for removing the blank of the basic exposure pattern image.

Description

DMD를 이용한 노광시스템{System for exposure using DMD}[0001] The present invention relates to an exposure system using DMD,

본 발명은 노광시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 DMD(Digital Micro-mirror Device)를 이용하여 노광대상물 상에 중첩된 패턴이미지를 형성하는 DMD를 이용한 노광시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure system, and more particularly, to an exposure system using a DMD that forms a pattern image superposed on an object to be exposed using a DMD (Digital Micro-mirror Device).

일반적으로 노광 장치란, 감광 재료가 도포된 기판 등의 피 노광체 표면에 빔을 조사하여, 피 노광체의 표면에 패턴을 형성하는 장치로서, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), PCB(Printed Circuit Board), OLED(Organic Light Emitting Diode) 등의 제조분야에서 사용되고 있다.Generally, an exposure apparatus refers to an apparatus for forming a pattern on the surface of a photoconductor by irradiating a beam onto a surface of the photoconductor coated with a photoconductive material, such as a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP) , PCB (Printed Circuit Board), and OLED (Organic Light Emitting Diode).

최근에는, 마스크를 이용한 노광 장치의 단점인 마스크 비용 및 기판 대형화에 따른 기판의 처짐 등의 문제 등을 해결하기 위해, 디지털 마이크로 미러 장치(DMD;Digital Micro-mirror Device)와 같은 공간 광변조기(Spatial Light Modulator)를 이용한 마스크리스(Maskless) 노광 장치가 개발되어 사용되고 있다.2. Description of the Related Art Recently, a spatial light modulator (DMD) such as a digital micro-mirror device (DMD) has been developed to solve problems such as a mask cost, which is a disadvantage of an exposure apparatus using a mask, A maskless exposure apparatus using a light modulator has been developed and used.

위와 같은 디지털 마이크로 미러 장치는 반사형 소자 수십만 개를 하나의 칩에 집적한 장치를 이용해 빛을 선택적으로 반사함으로써 고휘도, 고해상도의 노광 이 가능하다.The above-mentioned digital micromirror device selectively reflects light by using a device integrating hundreds of thousands of reflection type devices on one chip, thereby enabling high luminance and high resolution exposure.

상기와 같은 디지털 마이크로 미러 장치에 관련된 기술로서 대한민국 공개특허 제1997-0015039호가 개시되어 있다. 여기에서는 백색광을 분광하는 분광 수단과, 피사체의 광학상의 스펙트럼의 화상 데이터를 취득하는 취득 수단과, 상기 분광된 백색광의 스펙트럼으로부터, 상기 화상 데이터에 의거하는 스펙트럼을 화소 단위로 추출하는 마이크로 미러(Micro-mirror)를 포함하는 추출 수단과, 상기 추출된 상기 스펙트럼을 합성하는 합성 수단과, 상기 합성 수단에 의해 스펙트럼이 합성된 광을 투영하는 투영 수단과, 상기 투영 수단에 의한 투영 위치를 조정하는 갈바노미러 또는 폴리곤미러를 포함하는 조정수단 을 구비하는 화상표시장치를 제공하고 있다.Korean Patent Laid-Open No. 1997-0015039 is disclosed as a technique related to the digital micromirror device. In this case, a spectroscopic means for spectroscopically measuring white light, an acquisition means for acquiring image data of a spectrum of an optical image of a subject, and a micro mirror (Micro) for extracting a spectrum based on the image data, -mirror), synthesizing means for synthesizing the extracted spectrum, projection means for projecting the spectrum-synthesized light by the synthesizing means, and galvanometer means for adjusting the projection position by the projection means There is provided an image display apparatus including adjustment means including a nomirror or a polygon mirror.

그러나 상기와 같은 화상표시장치는, 상기 디지털 마이크로 미러(Digital Micro-mirror)로부터 주사되는 빔(백색광)이 상기 갈바노미러 또는 폴리곤 미러에 의하여 변조되는 과정에서, 상기 변조된 빔(백색광) 상에 디지털 마이크로 미러 사이의 간격으로 인한 줄무늬 형상의 공백이 형성된다.However, in the above-mentioned image display apparatus, when a beam (white light) scanned from the digital micro-mirror is modulated by the galvano mirror or the polygon mirror, the image is displayed on the modulated beam A striped blank due to the interval between the digital micromirrors is formed.

이러한 경우 상기와 같은 공백에 의하여 노광 대상물 상에 의도하지 않은 패턴이 형성되어 노광의 정확도가 떨어지며 최종 제품의 성능 및 품질이 저하되는 문제가 발생한다.In such a case, an unexpected pattern is formed on the object to be exposed due to the above-mentioned blank space, resulting in a decrease in the accuracy of the exposure and deterioration of the performance and quality of the final product.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 마이크로 미러(Micro-mirror)로부터 반사된 복수의 레이져 빔을 중첩시킴으로써, 노광대상물에 중첩된 패턴이미지를 형성하여 패턴이미지의 형상 정밀도를 향상시킨 DMD를 이용한 노광시스템을 제공하는 것에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to improve the shape accuracy of a pattern image by superimposing a plurality of laser beams reflected from a micro- And an object of the present invention is to provide an exposure system using the DMD.

본 발명에 따른 DMD를 이용한 노광시스템은 레이져빔을 방사하는 광원; 상기 광원에 의하여 방사된 레이져 빔을 일방향으로 반사시키는 복수개의 마이크로미러로 형성된 제1열 마이크로부와, 상기 제1열 마이크로부의 측면에 인접하여 배열되며 상기 광원에 의하여 방사된 레이져 빔을 일방향으로 반사시키는 복수개의 마이크로미러로 형성된 제2열 마이크로부를 포함하는 DMD(Digital Micro-mirror Device); 상기 마이크로 미러에 설계된 패턴이미지에 대응하는 전기적 신호를 송신하여 상기 마이크로 미러의 온-오프(On-off)를 제어하는 제어부; 및 상기 DMD로부터 반사되는 레이져빔의 경로 상에 배치되어, 상기 반사되는 레이져 빔을 재반사하여 상기 레이져 빔을 노광대상물 상에 조사하는 폴리곤미러를 포함하고, 상기 제2열 마이크로부의 마이크로미러는 상기 제1열 마이크로부의 복수개의 마이크로미러 사이 공간의 일측에 배치된다.An exposure system using a DMD according to the present invention includes a light source emitting a laser beam; A first thermal micro part formed by a plurality of micromirrors for reflecting the laser beam emitted by the light source in one direction, and a second thermal micro part arranged adjacent to the side surface of the first thermal micro part and reflecting the laser beam emitted by the light source in one direction A DMD (Digital Micro-mirror Device) including a second thermal micro part formed of a plurality of micromirrors; A control unit for controlling an on-off state of the micromirror by transmitting an electrical signal corresponding to a pattern image designed on the micromirror; And a polygon mirror disposed on a path of the laser beam reflected from the DMD for reflecting the reflected laser beam and irradiating the laser beam onto the object to be exposed, And is disposed on one side of the space between the plurality of micromirrors of the first row micro part.

또한 상기 DMD를 이용한 노광 시스템은 상기 폴리곤 미러와 노광대상물 사이에 개재되어 상기 폴리곤 미러로부터 반사된 레이져 빔을 상기 노광대상물 상에 집광시키는 집광수단을 더 포함할 수 있다.The exposure system using the DMD may further include a light condensing unit interposed between the polygon mirror and the object to be exposed and for condensing the laser beam reflected from the polygon mirror onto the object to be exposed.

또한 상기 제어부는, 제1열 마이크로부로부터 반사된 레이져 빔과 제2열 마이크로부로부터 반사된 레이져 빔이 상호 중첩되도록 상기 DMD를 제어할 수 있다.The controller may control the DMD so that the laser beam reflected from the first column micro part and the laser beam reflected from the second column micro part are overlapped with each other.

또한 상기 마이크로 미러는 마름모(Diamond) 형상일 수 있다.The micromirror may be diamond-shaped.

또한 상기 마이크로 미러는 대각 방향으로 기울어질 수 있다. 여기서 상기 마이크로 미러의 기울기는 하기의 수식을 만족하는 것이 바람직하다.The micromirror can also be tilted in a diagonal direction. Here, the slope of the micro mirror preferably satisfies the following expression.

Figure 112016054867540-pat00001
Figure 112016054867540-pat00001

(K: K는 동일 수직선 상에 배열되는 마이크로 미러의 개수, N: DMD의 마이크로 미러의 행 갯수)(K: K is the number of micromirrors arranged on the same vertical line, and N: the number of micromirror rows of the DMD)

본 발명에 따른 DMD를 이용한 노광시스템에 의하면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.According to the exposure system using the DMD according to the present invention, the following effects can be obtained.

첫째, DMD로부터 반사되는 레이져 빔을 폴리곤 미러를 이용하여 확산함으로써 대면적의 영역을 고속으로 전사ㅇ노광 가능하다. First, by diffusing a laser beam reflected from a DMD using a polygon mirror, a large area can be transferred at a high speed.

둘째, 마이크로 미러 사이 공간으로 인한 패턴이미지의 의도하지 않은 공백을 방지함으로써, 상기 패턴이미지의 형상정밀도를 향상시킬 수 있으며 최종 제품의 불량률을 줄일 수 있다.Second, by preventing unintended blanking of the pattern image due to the space between the micro mirrors, the shape accuracy of the pattern image can be improved and the defect rate of the final product can be reduced.

셋째, 기본 노광패턴이미지의 공백을 제거하기 위한 중첩 노광패턴이미지를 형성함에 있어서, 제어 방법이 간단하며 구현이 용이하다. Thirdly, in forming an overlapping exposure pattern image to remove the blank of the basic exposure pattern image, the control method is simple and easy to implement.

넷째, DMD로부터 주사되는 레이져 빔이 균일하게 분포되도록 하여 노광패턴이미지의 품질과 정밀도를 향상시킬 수 있다.Fourth, the laser beam scanned from the DMD is uniformly distributed, thereby improving the quality and accuracy of the exposure pattern image.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 DMD를 이용한 노광시스템을 개략적으로 도시한 구조도,
도 2는 도 1에서 나타낸 DMD를 이용한 노광시스템의 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 DMD를 이용한 노광시스템의 제어부의 연결 구조를 설명하기 위한 블록 구성도,
도 4a는 도 1에서 나타낸 DMD를 구성하는 마이크로 미러의 작동 상태를 도시한 작동상태도,
도 4b는 도 4a와 같이 마이크로 미러를 작동하였을 때 노광대상물 상에 주사되는 레이져 빔의 상태를 나타낸 상태도,
도 5 및 도 6은 도 4a와 같이 기울어진 마이크로 미러의 적정 기울기를 구하는 수식을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a schematic view illustrating an exposure system using a DMD according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 2 is a perspective view of an exposure system using the DMD shown in FIG. 1,
3 is a block diagram illustrating a connection structure of a control unit of an exposure system using a DMD according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 4A is an operating state showing the operating state of the micromirror constituting the DMD shown in FIG. 1,
FIG. 4B is a state diagram showing a state of a laser beam scanned on an object to be exposed when the micromirror is operated as shown in FIG. 4A,
FIGS. 5 and 6 are diagrams for explaining the formula for obtaining an appropriate slope of the tilted micromirror as shown in FIG. 4A.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately The present invention should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, at the time of the present application, It should be understood that variations can be made.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 DMD를 이용한 노광시스템을 개략적으로 도시한 구조도이고, 도 2는 도 1에서 나타낸 DMD를 이용한 노광시스템의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 DMD를 이용한 노광시스템의 제어부의 연결 구조를 설명하기 위한 블록 구성도이다.FIG. 2 is a perspective view of an exposure system using the DMD shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram illustrating a connection structure of a control unit of an exposure system using a DMD according to an embodiment of the present invention;

도 1 내지 도 3을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 DMD를 이용한 노광시스템(10:　이하, "노광시스템"이라 함)은 DMD(Digital Micro-mirror Device)를 이용하여 감광재료가 도포된 노광대상물 상에 노광 패턴이미지를 형성하기 위한 장치이다. 이를 위해 상기 노광시스템은 광원(100), DMD(200), 제어부(300), 폴리곤 미러(400) 및 집광수단(500)을 구비한다.1 to 3, an exposure system 10 (hereinafter, referred to as "exposure system") using a DMD according to an embodiment of the present invention includes a DMD (Digital Micro-mirror Device) Thereby forming an exposure pattern image on the object to be exposed. The exposure system includes a light source 100, a DMD 200, a control unit 300, a polygon mirror 400, and a condensing unit 500.

여기서 상기 노광패턴이미지는, 설계된 패턴이미지에 대응하여 형성되는 기본 노광패턴이미지(O)와 상기 기본 노광패턴이미지에 중첩되도록 추가적으로 형성되는 중첩 노광패턴이미지(S)로 이루어진다.The exposure pattern image includes a basic exposure pattern image O formed corresponding to a designed pattern image and an overlapping exposure pattern image S additionally formed to overlap the basic exposure pattern image.

상기 광원(100)은 상기 레이져 빔(B)을 방사한다. 이때 상기 레이져 빔(B)은 연속적으로 주사되는 직선형의 광선인 것이 바람직하다.The light source 100 emits the laser beam B. At this time, the laser beam B is preferably a straight ray that is continuously scanned.

상기 DMD(200)는 상기 방사된 레이져 빔(B)의 경로 상에 배치되어 상기 광원(100)으로부터 방사된 레이져 빔(B)의 경로를 바꾸어 다른 일 방향을 향하여 반사시킨다. 여기서 상기 DMD(200)는 제1열 마이크로부(210) 및 제2열 마이크로부(220)를 포함한다. 이때 상기 제1열 마이크로부(210)는 일직선 상에 등간격으로 배열된 복수 개의 마이크로 미러(201)로 이루어진다. 이때 상기 마이크로 미러(201)는 소정의 패턴이미지를 형성할 수 있도록 개별적으로 온-오프(On-off) 작동하여 상기 광원에 의하여 방사된 레이져 빔(B)을 반사시킨다. 또한 상기 제2열 마이크로부(220)는 상기 제1열 마이크로부(210)의 측면에 인접하여, 상기 제1열 마이크로부(210)와 마찬가지로 일직선 상에 등간격으로 배열된 복수개의 마이크로 미러(201)로 이루어진다. 이때 상기 제1열 마이크로부(210) 마이크로 미러(201) 사이의 간격과 상기 제2열 마이크로부(220)의 마이크로 미러(201) 사이의 간격은 동일한 것이 바람직하다.The DMD 200 is disposed on the path of the radiated laser beam B to change the path of the laser beam B radiated from the light source 100 and reflect the laser beam B toward another direction. The DMD 200 includes a first column micro part 210 and a second column micro part 220. The first column micro-part 210 includes a plurality of micro mirrors 201 arranged on a straight line at regular intervals. At this time, the micromirror 201 individually operates on-off so as to form a predetermined pattern image, and reflects the laser beam B emitted by the light source. The second thermal micro part 220 is adjacent to a side surface of the first thermal micro part 210 and includes a plurality of micromirrors arranged at regular intervals on a straight line similarly to the first thermal micro part 210 201). At this time, it is preferable that the interval between the first micro-mirrors 201 and the second micro-mirrors 220 is the same.

또한 상기 제2열 마이크로부(220)의 마이크로미러(201)는 상기 제1열 마이크로부(210)의 복수개의 마이크로미러(201) 사이 공간의 일측에 배치된다. 이때 상기 제1열 마이크로부(210)의 마이크로미러(201)와 상기 제2열 마이크로부(220)의 마이크로미러(201)는 지그재그(Jig-jag) 형상을 이루며 배치된다. The micromirror 201 of the second thermal micro part 220 is disposed on one side of the space between the plurality of micromirrors 201 of the first thermal micro part 210. At this time, the micro mirror 201 of the first column micro part 210 and the micro mirror 201 of the second column micro part 220 are arranged in a jig-jag shape.

보다 바람직하게는, 상기 마이크로 미러(201)는 마름모(Diamond) 형상이며, 상기 마이크로 미러(201) 간의 꼭지점이 마주하도록 상호 대각 방향으로 배열될 수 있다. 이와 같은 상기 DMD(200)는 종래에 사용되는 통상의 DMD를 대각 방향으로 회전하여 고정함으로써 구현할 수 있다. 이때 상기 회전된 마이크로 미러(201)로부터 반사되는 레이져 빔의 간격을 균일하게 제어하기 위하여는, 상기 DMD(200)의 기울기(θ)를 적정 값으로 설정하여야 한다. More preferably, the micromirror 201 is diamond-shaped and arranged in a diagonal direction so that the vertexes of the micromirrors 201 face each other. The DMD 200 may be realized by rotating and fixing a conventional DMD in a diagonal direction. At this time, in order to uniformly control the interval of the laser beam reflected from the rotated micro mirror 201, the slope (?) Of the DMD 200 should be set to an appropriate value.

이하에서는, 상술한 DMD(200)의 적정 기울기(θ)를 산출해내는 과정을 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하도록 한다. 여기서, 도 5 및 도 6은 도 4a와 같이 기울어진 마이크로 미러의 적정 기울기를 구하는 수식을 설명하기 위한 도면이다.Hereinafter, the process of calculating the appropriate slope &thetas; of the DMD 200 will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. Here, FIGS. 5 and 6 are diagrams for describing a formula for obtaining an appropriate slope of the tilted micromirror as shown in FIG. 4A.

먼저 도 5와 같이, N행 M열의 마이크로 미러(201)가 배열된 DMD(200)를 θ의 각도로 기울인다. 이때 설명의 편의를 위하여 도면 상에 상기 마이크로 미러(201)의 중앙부(P)를 도시 하였으며, 상기 배열된 마이크로 미러(201)의 위치를 (x,y)의 행렬로 설명하도록 한다.First, as shown in FIG. 5, the DMD 200 in which the micromirrors 201 of N rows and M columns are arranged is inclined at an angle of?. For convenience of explanation, the center portion P of the micro mirror 201 is shown in the drawing, and the position of the micro mirror 201 is described as a matrix of (x, y).

이때 A는 도 5에서, 임의의 (1,y)인 마이크로 미러(201)의 중앙부(P)와 (N,y+1)인 마이크로 미러(201)의 중앙부(P) 사이의 수평 거리를 나타낸다. 또한 B는 임의의 (x,y)인 마이크로 미러(201)의 중앙부(P)와 (x. y+1)인 마이크로 미러(201) 중앙부(P) 사이의 수평 거리를 나타낸다. 또한 C는 임의의 (x, y)의 마이크로 미러(201)의 중앙부(P)와, (x+1, y)의 마이크로 미러(201)의 중앙부(P) 사이의 수평 거리를 나타낸다. 또한 상기 D는, 일 마이크로 미러(201)의 중앙부(P) 그에 가장 인접하게 배치된 마이크로 미러(201)의 중앙부(P) 간의 거리를 나타낸다.5, A represents the horizontal distance between the central portion P of the micromirror 201 which is arbitrary (1, y) and the central portion P of the micromirror 201 which is (N, y + 1) in FIG. . B represents the horizontal distance between the central portion P of the micro mirror 201 and the central portion P of the micro mirror 201 which is (x, y + 1). C represents the horizontal distance between the central portion P of the arbitrary (x, y) micromirror 201 and the central portion P of the micromirror 201 of (x + 1, y). Further, D represents the distance between the center portion P of the micro mirror 201 disposed nearest to the central portion P of the one micro mirror 201. [

이때 도 5의 DMD(200) 상에 임으로 그려진 삼각형은 빗면이 D와 같고 가로 및 세로의 길이가 각각 C 및 B의 길이와 같다. 이와 같은 삼각형을 이용하여 상기 A, B, C 및 D 사이의 상관 관계를 도출하면, 하기와 같은 수학식 1이 성립된다.At this time, the triangle drawn on the DMD 200 of FIG. 5 has the oblique plane D and the lengths of the transverse and vertical directions are equal to the lengths of C and B, respectively. When the correlation between A, B, C, and D is derived using such a triangle, the following Equation 1 is established.

Figure 112016054867540-pat00002
Figure 112016054867540-pat00002

Figure 112016054867540-pat00003
Figure 112016054867540-pat00003

여기서 상기 각각의 마이크로 미러(201)로부터 레이져 빔(B)이 균일하게 주사되기 위하여는, 상기 레이져 빔이 각각 등간격을 이루어야 하며 상기 A와 C의 길이가 동일하여야 한다. 따라서 A와 C가 같은 값이라고 가정하면, 하기와 같은 수학식 2가 성립된다.In order to uniformly scan the laser beam B from the micromirrors 201, the laser beams must be equally spaced, and the lengths A and C must be the same. Therefore, assuming that A and C have the same value, Equation (2) below is established.

Figure 112016054867540-pat00004
Figure 112016054867540-pat00004

또한 도 6을 참조하면, 상기 기울어진 DMD(200) 상에 빗변이 어느 일 행의 마이크로 미러(201) 중앙부를 모두 지나고, 빗변과 높이 사이의 끼인각이 θ를 이루는 임의의 삼각형이 그려질 수 있다. 여기서 상기 삼각형의 빗변의 길이는 (N-1)ㅧD를 이며, 밑변의 길이는 B-A를 이룬다. 이때 상기 B-A의 값을 x라고 가정하도록 한다. 또한 상기 삼각형의 높이(세로변)가 지나치는 마이크로 미러(201)의 중앙부(P)의 개수를 K로 가정한다. 즉, K는 해당 기울기에서 동일 수직선 상에 배치되는 마이크로 미러(201)를 의미한다. 이때 상기 수학식 2와 도 6을 참조하면, 하기와 같은 수학식 3이 성립된다.Referring to FIG. 6, an arbitrary triangle may be drawn on the inclined DMD 200 so that the hypotenuse passes through the central portion of any one row of micro mirrors 201, and the subtended angle between the hypotenuse and the height is? . Here, the hypotenuse of the triangle has a length of (N-1) D, and the length of the base is B-A. At this time, assume that the value of B-A is x. Further, it is assumed that the number of the central portions P of the micro mirror 201 over which the height (longitudinal side) of the triangle passes is K. That is, K means the micro mirror 201 disposed on the same vertical line at the corresponding slope. Referring to Equations (2) and (6), the following Equation (3) is established.

Figure 112016054867540-pat00005
Figure 112016054867540-pat00005

Figure 112016054867540-pat00006
Figure 112016054867540-pat00006

Figure 112016054867540-pat00007
Figure 112016054867540-pat00007

Figure 112016054867540-pat00008
Figure 112016054867540-pat00008

최종적으로, 상기 DMD(200)의 기울기(θ)는 하기의 수학식 4를 만족한다.Finally, the slope &thetas; of the DMD 200 satisfies the following equation (4).

Figure 112016054867540-pat00009
Figure 112016054867540-pat00009

상기 수학식 4를 이용하면, K가 1일 때 상기 DMD(200)의 적정 기울기는 5.71ㅀ이며, K가 2일 때 상기 DMD(200)의 적정 기울기는 11.3ㅀ이고, K가 5일 때 상기 DMD(200)의 적정 기울기는 26.37ㅀ이며, K가 10일 때 상기 DMD(200)의 적정 기울기는 45ㅀ이다.Using Equation (4), when K is 1, the proper slope of the DMD 200 is 5.71 ㅀ. When K is 2, the proper slope of the DMD 200 is 11.3 ㅀ. When K is 5, The proper slope of the DMD 200 is 26.37 ㅀ, and when K is 10, the proper slope of the DMD 200 is 45..

이와 같이 상기 DMD(200)의 적정 기울기를 산출함으로써 상기 마이크로 미러(201)로부터 반사되는 각각의 레이져 빔(B)이 등간격을 이루도록 제어할 수 있다. 또한 상기 레이져 빔(B)이 균일하게 분포되도록 하여 노광패턴이미지의 품질과 정밀도를 향상시킬 수 있다.Thus, by calculating the appropriate slope of the DMD 200, it is possible to control each laser beam B reflected from the micromirror 201 to have an equal interval. Also, the laser beam B can be uniformly distributed, thereby improving the quality and accuracy of the exposure pattern image.

상기 제어부(300)는 상기 마이크로 미러(210)에 설계된 패턴이미지에 대응하는 전기적 신호를 송신함으로써 상기 마이크로 미러의 온(On) 또는 오프(Off)를 제어한다. 이때 도 3을 참조하면 상기 제어부(300)는, 외부의 패턴 설계부(50)로부터 설계된 패턴이미지에 관한 정보를 전달받아, 상기 DMD(200)에 상기 패턴이미지에 기반한 전기적 신호를 송신한다.The controller 300 controls the micromirror 210 to turn on or off by transmitting an electrical signal corresponding to a pattern image designed on the micromirror 210. Referring to FIG. 3, the controller 300 receives information on a designed pattern image from an external pattern designing unit 50, and transmits an electrical signal based on the pattern image to the DMD 200.

이때 상기 제어부(300)는 상기 마이크로 미러(210)로부터 반사된 복수의 레이져 빔이 중첩되어 진행하도록 상기 마이크로 미러(210)의 온-오프(On-off)를 제어한다. 보다 바람직하게는, 상기 제어부(300)는 상기 제1열 마이크로부(210)의 마이크로 미러(201)로부터 반사된 레이져 빔과, 상기 제2열 마이크로부(220)의 마이크로 미러(201)로부터 반사된 레이져 빔이 상호 중첩되도록 상기 DMD(200)를 제어 할 수 있다.At this time, the controller 300 controls the on-off of the micromirror 210 such that a plurality of laser beams reflected from the micromirror 210 are superimposed on one another. More preferably, the controller 300 controls the laser beam reflected from the micro mirror 201 of the first column micro part 210 and the reflected laser beam reflected from the micro mirror 201 of the second column micro part 220, The DMD 200 may be controlled so that the laser beams are overlapped with each other.

이하에서는, 상기 제어부(300)의 조작에 의한 DMD(200)의 작동방법을 도 4a 내지 도 4b를 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of operating the DMD 200 by the operation of the controller 300 will be described in detail with reference to FIGS. 4A to 4B.

도 4a는 도 1에서 나타낸 DMD를 구성하는 마이크로 미러의 작동 상태를 도시한 작동상태도이고, 도 4b는 도 4a와 같이 마이크로 미러를 작동하였을 때 노광대상물 상에 주사되는 레이져 빔의 상태를 나타낸 상태도이다.FIG. 4A is an operational state view showing an operating state of a micromirror constituting the DMD shown in FIG. 1, and FIG. 4B is a state diagram showing a state of a laser beam scanned on an exposure object when the micromirror is operated as shown in FIG. 4A .

상기 제어부(300)는 상술한 바와 같이, 상기 패턴 설계부(50)로부터 전달받은 패턴이미지 정보에 기반하여 상기 제1열 마이크로부(210)의 마이크로 미러(201)의 온-오프(On-off)를 조작한다. 이때 도 4b를 참조하면, 상기 제1열 마이크로부(210)로부터 반사된 레이져 빔(B)은 노광대상물 상에 기본 노광패턴이미지(0)를 형성한다. 여기서 상기 기본 노광패턴이미지(O)는 상기 제1열 마이크로부(210)의 마이크로 미러 사이의 공간으로 인하여 세로 줄무늬 형상의 공백을 형성할 수 있다.The controller 300 controls the on-off operation of the micro mirror 201 of the first column micro-part 210 based on the pattern image information received from the pattern designing unit 50, . Referring to FIG. 4B, the laser beam B reflected from the first column micro-part 210 forms a basic exposure pattern image 0 on the object to be exposed. Herein, the basic exposure pattern image O may form a vertical stripe-shaped blank due to the space between the micro-mirrors of the first column micro-part 210.

한편 상기 제어부(300)는 상술한 바와 같은 공백을 방지하기 위하여, 상기 제2열 마이크로부(220)의 마이크로 미러(201)를 조작하여 중첩 노광패턴이미지(S)를 형성한다. 이때 상기 제2열 마이크로부(220)는 상기 제1열 마이크로부(210)의 마이크로 미러 사이 공간과 동일한 수직 높이에 배치된다. 이때 상기 제2열 마이크로부(220)로부터 반사된 레이져 빔(B)은 후술(後述)할 폴리곤 미러(400)를 지나면서 면적이 확대되어 상기 제1열 마이크로부(210)로부터 반사된 레이져 빔(B)과 중첩된다. 이때 상기 제2열 마이크로부(220)로부터 반사된 레이져 빔(B)은 노광대상물 상에 중첩 노광패턴이미지(S)를 형성하며, 상기 기본 노광패턴이미지(O)상에 형성된 세로 줄무늬 형상의 공백을 제거한다.Meanwhile, the controller 300 operates the micromirror 201 of the second thermal micro part 220 to form an overlapping exposure pattern image S in order to prevent the above-described blank spaces. At this time, the second thermal micro part 220 is disposed at the same vertical height as the space between the micro mirrors of the first thermal micro part 210. At this time, the laser beam B reflected from the second column micro part 220 passes through the polygon mirror 400, which will be described later, to be enlarged and the laser beam B reflected from the first column micro part 210 (B). At this time, the laser beam B reflected from the second thermal micro part 220 forms an overlapping exposure pattern image S on the object to be exposed, and a vertical stripe- .

이처럼 상기 마이크로 미러(201) 사이 공간으로 인한 노광패턴이미지의 의도하지 않은 공백을 방지함으로써, 상기 노광패턴이미지의 형상정밀도를 향상시킬 수 있으며 최종 제품의 불량률을 줄일 수 있다. 또한 상기 DMD로부터 반사된 레이져 빔(B)을 중첩시킴에 있어서, 제어부(300)의 작동 방법이 간단하며 구현이 용이하다. By preventing unintentional blanking of the exposure pattern image due to the space between the micro mirrors 201, the shape accuracy of the exposure pattern image can be improved and the defect rate of the final product can be reduced. Further, in the superposition of the laser beam B reflected from the DMD, the operation of the control unit 300 is simple and easy to implement.

상기 폴리곤 미러(400)는 상기 DMD(200)로부터 반사되는 레이져 빔(B)의 경로 상에 배치된다. 이때 상기 폴리곤 미러(400)는 상기 반사되는 레이져 빔(B)을 재반사하여 노광대상물 상에 결상시킨다. 여기서 상기 폴리곤 미러(400)는 외주에 복수의 반사면을 형성하며, 회전 가능하도록 설치된다. 이때 상기 폴리곤 미러의 회전축은 수직 방향으로 배치되고 상기 폴리곤 미러(400)는 상기 회전축을 중심으로 수평 회전하는 것이 바람직하다. 이처럼 수평으로 회전하는 상기 폴리곤 미러(400)는 상기 DMD(200)로부터 입사되는 레이져 빔(B)을 수평 방향으로 확산하여, 상기 레이져 빔(B) 단면의 가로 면적을 확대한다.The polygon mirror 400 is disposed on the path of the laser beam B reflected from the DMD 200. At this time, the polygon mirror 400 reflects the reflected laser beam B and forms an image on the object to be exposed. The polygon mirror 400 forms a plurality of reflection surfaces on the outer circumference and is rotatably installed. At this time, the rotation axis of the polygon mirror is arranged in the vertical direction, and the polygon mirror 400 is preferably horizontally rotated about the rotation axis. The polygon mirror 400 horizontally rotating diffuses the laser beam B incident from the DMD 200 in the horizontal direction to enlarge a lateral area of the cross section of the laser beam B.

이와 같이 상기 DMD(200)로부터 반사되는 레이져 빔(B)을 상기 폴리곤 미러(400)를 거쳐 노광대상물 상에 주사함으로써, 노광대상물 상에 결상되는 레이져 빔(B)을 확산시킬 수 있으며 대면적의 영역을 고속으로 전사, 노광 가능하다.  As described above, the laser beam B reflected from the DMD 200 is scanned on the object to be exposed through the polygon mirror 400, so that the laser beam B imaged on the object can be diffused, The area can be transferred and exposed at a high speed.

상기 집광수단(500)는 상기 폴리곤미러(400)로부터 반사된 레이져 빔(B)을 상기 노광대상물 상에 집광하는 역할을 수행한다. 이때 상기 집광수단(500)은 집광렌즈(510)와 집광거울(520)을 구비할 수 있다. 상기 집광렌즈(510)는 상기 폴리곤미러(400)로부터 반사되어, 산란하여 진행하는 레이져 빔(B)을 직진하도록 변경한다. 또한 상기 집광거울(520)은 상기 집광렌즈(510)와 노광대상물 사이에 개재되어 상기 집광렌즈(510)를 통과하는 레이져 빔(B)을 상기 노광대상물을 향하도록 반사하여, 상기 레이져 빔(B)이 상기 노광대상물 상에 결상될 수 있도록 안내한다. The condensing unit 500 collects the laser beam B reflected from the polygon mirror 400 onto the object to be exposed. The condensing unit 500 may include a condensing lens 510 and a condensing mirror 520. The condensing lens 510 changes the laser beam B reflected from the polygon mirror 400 so as to go straight. The condensing mirror 520 reflects the laser beam B passing through the condenser lens 510 toward the object to be exposed and interposed between the condenser lens 510 and the object to be exposed, Is guided so as to form an image on the object to be exposed.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

B: 레이져 빔 O: 기본 노광패턴이미지
S: 중첩 노광패턴이미지 10: DMD를 이용한 노광시스템
50: 패턴 설계부 100: 광원
200: DMD 201: 마이크로 미러
210: 제1열 마이크로부 220: 제2열 마이크로부
300: 제어부 400: 폴리곤 미러
410: 회전축 500: 집광수단
510: 집광렌즈 520: 집광거울 B: Laser beam O: Basic exposure pattern image
S: Overlapping exposure pattern Image 10: Exposure system using DMD
50: pattern design part 100: light source
200: DMD 201: Micro mirror
210: first column micro part 220: second column micro part
300: control unit 400: polygon mirror
410: rotating shaft 500: condensing means
510: condenser lens 520: condenser mirror

Claims (6)

레이져빔을 방사하는 광원;
상기 광원에 의하여 방사된 레이져 빔을 일방향으로 반사시키는 복수개의 마이크로 미러로 형성된 제1열 마이크로부와, 상기 제1열 마이크로부의 측면에 인접하여 배열되며 상기 광원에 의하여 방사된 레이져 빔을 일방향으로 반사시키고 상기 제1열 마이크로부의 복수개의 상기 마이크로 미러 사이 공간의 일측에 배치되는 복수개의 상기 마이크로 미러로 형성된 제2열 마이크로부를 포함하는 DMD(Digital Micro-mirror Device);
상기 마이크로 미러에 설계된 패턴이미지에 대응하는 전기적 신호를 송신하여 상기 마이크로 미러의 온-오프(On-off)를 제어하되, 상기 제1열 마이크로부로부터 반사된 레이져 빔과 상기 제2열 마이크로부로부터 반사된 레이져 빔이 상호 중첩되도록 상기 DMD를 제어하는 제어부; 및
상기 DMD로부터 반사되는 레이져빔의 경로 상에 배치되어, 상기 반사되는 레이져 빔을 재반사하여 상기 레이져 빔을 노광대상물 상에 조사하는 폴리곤 미러를 포함하고,
상기 제2열 마이크로부로부터 반사된 상기 레이져 빔은 상기 폴리곤 미러를 지나면서 면적이 확대되어 상기 제1열 마이크로부로부터 반사된 상기 레이져 빔과 중첩되는 DMD를 이용한 노광시스템.A light source emitting a laser beam;
A first thermal micro part formed by a plurality of micromirrors for reflecting the laser beam emitted by the light source in one direction, and a second thermal micro part arranged adjacent to the side surface of the first thermal micro part and reflecting the laser beam emitted by the light source in one direction A DMD (Digital Micro-mirror Device) including a plurality of micro-mirrors formed on a side of the plurality of micro-mirrors in the first thermal micro part;
And controlling an on-off state of the micromirror by transmitting an electrical signal corresponding to a pattern image designed on the micromirror, wherein a laser beam reflected from the first column micropart and a laser beam reflected from the second column micropart A controller for controlling the DMD so that the reflected laser beams are superimposed on each other; And
And a polygon mirror disposed on a path of a laser beam reflected from the DMD and reflecting the reflected laser beam to irradiate the laser beam onto an object to be exposed,
Wherein the laser beam reflected from the second thermal micro part is enlarged in area while passing through the polygon mirror and overlapped with the laser beam reflected from the first thermal micro part. 청구항 1에 있어서,
상기 폴리곤 미러와 노광대상물 사이에 개재되어 상기 폴리곤 미러로부터 반사된 레이져 빔을 상기 노광대상물 상에 집광시키는 집광수단을 더 포함하는 DMD를 이용한 노광 시스템.
The method according to claim 1,
And a light condensing means interposed between the polygon mirror and the object to be exposed and for condensing the laser beam reflected from the polygon mirror onto the object to be exposed.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 마이크로 미러는 마름모(Diamond) 형상인 것을 특징으로 하는 DMD를 이용한 노광시스템.The method according to claim 1,
Wherein the micromirror has a diamond shape. 청구항 1에 있어서,
상기 마이크로 미러는 대각 방향으로 기울어지는 것을 특징으로 하는 DMD를 이용한 노광시스템.The method according to claim 1,
Wherein the micro mirror is inclined in a diagonal direction. 청구항 5에 있어서,
상기 마이크로 미러의 기울기는 하기의 수식을 만족하는 것을 특징으로 하는 DMD를 이용한 노광시스템.
Figure 112016054867540-pat00010

(K: K는 동일 수직선 상에 배열되는 마이크로 미러의 개수, N: DMD의 마이크로 미러의 행 갯수)
The method of claim 5,
Wherein the slope of the micromirror satisfies the following expression.
Figure 112016054867540-pat00010

(K: K is the number of micromirrors arranged on the same vertical line, and N: the number of micromirror rows of the DMD)
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