KR100799500B1 - 폴리곤스캐너와 갈바노미터스캐너를 결합한 드라이에칭장치 - Google Patents

폴리곤스캐너와 갈바노미터스캐너를 결합한 드라이에칭장치 Download PDF

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KR100799500B1
KR100799500B1 KR1020070011472A KR20070011472A KR100799500B1 KR 100799500 B1 KR100799500 B1 KR 100799500B1 KR 1020070011472 A KR1020070011472 A KR 1020070011472A KR 20070011472 A KR20070011472 A KR 20070011472A KR 100799500 B1 KR100799500 B1 KR 100799500B1
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light
scanner
polygon scanner
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unit
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민성욱
김창현
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(주)하드램
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Abstract

본 발명은 폴리곤스캐너와 갈바노미터스캐너를 결합한 레이저 드라이 에칭장치에 관한것으로, 광을 발생하는 광원과, 상기 광원에서 발생되는 광을 반사시키기 위한 다수의 반사면을 가지는 폴리곤스캐너와, 상기 폴리곤스캐너를 회전시키기 위한 스핀들모터와, 상기 폴리곤스캐너의 반사면에서 반사되는 광을 상기 기판상으로 안내하는 광학유닛과, 상기 기판을 지지하며 상기 폴리곤스캐너에 의한 광의 주주사방향과 상기 주주사방향에 직교하는 부주사방향으로 상기 기판을 이동시키며 상기 제어부에 의해 구동제어되는 스테이지와, 상기 폴리곤스캐너의 반사면에서 반사된 광의 유효 광경로 중 초기 광경로를 갖는 광을 수광하는 제1수광부와 폴리곤스캐너에서 반사되는 광의 유효 광경로 중에서 마지막 광경로를 갖는 광을 수광하는 제2수광부로 이루어진 광로인식부와, 상기 광로인식부로부터의 동기신호에 동기하여 상기 광원의 점멸을 조정하고 상기 광로인식부에서 검출된 신호에 의해 상기 스테이지를 구동제어하며 원하는 패턴이 상기 기판상에 형성되도록 제어하는 제어부와, 상기 기판에 형성될 패턴에 대한 패턴정보를 상기 제어부로 제공하는 패턴 정보원으로 구성되어 레이저에 의해 기판상에 직선 줄무늬 형태의 패턴을 형성하는 드라이 에칭장치에 있어서, 상기 광원에서 발생한 광을 소정의 굴절각을 이루도록 반사함으로써 광 경로를 조절하여 상기 광을 폴리곤스캐너로 유도하는 갈바노미터스캐너를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하여, 광 경로의 미세한 조절을 통하여 폴리곤스캐너에 부합하는 광의 굴절각을 조정하여 섬세하고 신속한 작업을 가능하 게 함으로써 정밀한 패턴을 생산하는 효능을 발휘하는 발명이다.
레이저, 폴리곤스캐너, 갈바노미터스캐너

Description

폴리곤스캐너와 갈바노미터스캐너를 결합한 드라이 에칭장치{Dry eaching device with polygonal scanner and galvanometer scanner}
도 1은 종래기술에 의한 레이저를 이용한 드라이 에칭장치를 나타내는
사시도,
도 2는 본 발명에 의한 폴리곤스캐너와 갈바노미터스캐너를 결합한 드라이
에칭장치를 나타내는 사시도,
도 3은 본 발명에 의한 폴리곤스캐너와 갈바노미터스캐너를 결합한 드라이
에칭장치에 사용되는 폴리곤스캐너와 갈바노미터스캐너의 결합구조에
대한 상세도,
도 4는 본 발명에 의한 폴리곤스캐너와 갈바노미터스캐너를 결합한 드라이
에칭장치에 사용되는 폴리곤스캐너와 스핀들모터에 대한 구성도,
도 5는 본 발명에 의한 스캔광에 의해 기판상에 부분적으로 막이 제거되는
과정을 나타내는 상태도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 기판 100 : 광원
101 : 콜리메이팅렌즈 102 : 촛점렌즈
103 : 폴리곤스캐너 104 : 스핀들모터
105 : 이미징렌즈 106 : 반사미러
108, 109 : 제1 및 제2수광부 110 : 제어부
120 : 패턴정보원 130 : 스테이지
140 : 지지프레임 150 : 베이스 프레임
160 : 조정유닛 170 : 솔레노이드
200 : 갈바노미터스캐너 201 ; 반사부
202 : 구동부 203 : 전반사미러
출원번호 : 1020060042805 (2006.05.12)
출원번호 : 1020040066719 (2004.08.24)
출원번호 : 1020040065066 (2004.08.18)
출원번호 : 1020040061074 (2004.08.03)
출원번호 : 1020040061077 (2004.08.03)
출원번호 : 1020040022270 (2004.03.31)
출원번호 : 1020030053586 (2003.08.02)
출원번호 : 1019990046281 (1999.10.25)
본 발명은 폴리곤스캐너와 갈바노미터스캐너를 결합한 레이저 드라이 에칭장치에 관한 것으로, 레이저 및 레이저의 경로를 조절하는 폴리곤스캐너(Polygonal scanner)와 갈바노미터스캐너(galvanometer scaner)를 이용하여 기판이나 글라스에 형성된 막의 일부를 제거하여 패턴을 형성할 수 있도록 구성하여, 패터닝 작업을 간이하고 정밀하게 수행하게 함으로써 제품의 상품성과 경제성을 향상시키는 발명이다.
일반적으로 기판에 패턴을 형성하는 노광장치는 PDP, S/M(Shadow Mask), PCB, C/F(Color Filter), LCD, 반도체 등을 제조하는 공정에서 사용되는 것으로서, 마스크와 광학계, 조정용 스테이지 및 자외선을 이용하여 구성되고, 패턴공정의 경우 패턴을 형성하려는 막 위에 포토레지스트막을 마련 후, 소정의 마스크 패턴을 포토레지스트막에 대응되게 위치시키고, UV 램프 등을 이용하여 상기 포토레지스트막을 마스크 패턴에 따라 노광시켜 포토레지스트막의 노광된 부분을 현상하여 제거 후, 현상에 의해 제거된 포토레지스트막 패턴을 통해 노출된 막을 에칭 공정에 의해서 제거하고 포토레지스트막 패턴을 제거하여 유리기판상의 막에 원하는 패턴이 형성하는 포토 리소그라피(Photo Lithography) 방법을 사용하여 왔다.
그러나 상기의 포토 리소그라피(Photo Lithography) 방법에 의해 글라스 패터닝 작업을 수행하는 경우 그 공정이 까다롭고 복잡하며 장치 설비에 비용이 많이 들며 제조시간과 비용이 증가하는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 레이저를 막에 직접적으로 조사하여 원하는 패턴을 형성하는 다이렉트 패너팅 기법이 도입될 필요가 있었고, 폴리곤스캐너를 사용하여 ITO막이나 칼라 필터의 블랙 매트릭스에 직접적으로 원하는 패턴을 형성하는 드라이 에칭장치가 최근에 개발되었다.
이러한 폴리곤스캐너를 이용한 레이저가공 기술은 출원번호 1020060042805 (2006.05), 출원번호 1020040066719 (2004.08.24), 출원번호 1020040065066 (2004.08.18), 출원번호 1020040061074 (2004.08.03), 출원번호 1020040061077 (2004.08.03), 출원번호 1020040022270 (2004.03.31), 출원번호 1020030053586 (2003.08.02), 출원번호 1019990046281 (1999.10.25) 등에도 개시되어 있다.
다만, 출원번호 1020040022270, 출원번호 1020040066719, 출원번호 1020040065066, 출원번호 1020040061074에 개시된 레이저 가공 기술은 웨이퍼 절단을 목적으로 하고 있으며, 복수개의 폴리곤스캐너를 사용하여 가공 속도를 높이는데 치중하고 있고, 출원번호 1020040061077에는 정밀한 레이저 가공을 위하여 오차보정이 가능한 폴리곤스캐너를 이용한 다중 레이저 가공장치를 개시하고 있으나 오 차의 보정은 시험 대상물을 사용하여 폴리곤스캐너의 반사면의 반사각이 항상 일정하게 되도록 하는 것으로서, 정밀한 패턴 형성을 위한 스테이지 제어나 광원의 점멸 제어에 기여하는 바는 없다.
또한 출원번호 1019990046281는 폴리곤스캐너의 속도를 제어하는 방법에 대해 개시하고 있으며, 검출 장치와 동기 신호를 분석하여 폴리곤스캐너의 회전 속도를 정밀하게 조절하는 기술을 개시하고 있으나 비교적 정밀도가 떨어져도 품질에서 용인이 되는 레이저를 이용한 절삭 가공과는 달리, 폴리곤스캐너를 사용하는 막에 원하는 패턴을 형성시키기 위하여는 광원의 점멸, 스테이지의 이동 등을 정밀하게 조정해야 할 필요가 있었다.
상기와 같은 문제점을 보완하기 위해 발명된 종래 기술을 첨부한 도면에 의하여 설명한다.
도 1은 종래기술에 의한 레이저를 이용한 드라이 에칭장치를 나타내는 사시도이다.
도 1에서 도시하는 바와 같이 종래의 기술에 의한 레이저를 이용한 드라이 에칭장치는 광을 발생하는 광원(100)과, 상기 광원(100)에서 발생되는 광을 반사시키기 위한 다수의 반사면을 가지는 폴리곤스캐너(103)와, 상기 폴리곤스캐너(103)를 회전시키기 위한 스핀들모터(104)와, 상기 폴리곤스캐너(103)의 반사면에서 반 사되는 광을 상기 기판(10)상으로 안내하는 광학유닛(105, 106)과, 상기 폴리곤스캐너(103)의 반사면에서 반사된 광의 반사경로를 인식하여 동기신호를 발생하는 광로 인식부(108, 109)와, 상기 광로 인식부(108, 109)로부터의 동기신호에 동기하여 상기 광원(100)의 점멸을 조정하여 원하는 패턴이 상기 기판(10)상에 형성되도록 제어하는 제어부(110)와, 상기 기판(10)에 형성될 패턴에 대한 패턴정보를 상기 제어부(110)로 제공하는 패턴 정보원(120)을 구비하여 구성된다.
상기 발명의 경우 폴리곤스캐너(103)의 반사면에서 반사된 광의 경로를 인식하여 동기신호를 발생하는 광로인식부(108, 109)를 도입함으로써, 상기 동기 신호에 기반하여 제어부(110)가 광원의 점멸, 스테이지의 이동 등을 제어함으로써 막에 원하는 정밀한 패턴을 형성시킬 수가 있게 된다.
다만 전술한 장점에도 불구하고 종래의 발명은 광의 수평경로는 상기 폴리곤스캐너(103)에 비교적 용이하게 조절할 수 있으나, 광의 수직경로를 조절하기 위한 굴절각의 조정은 상기 폴리곤스캐너(103)를 지지하는 지지프레임의 지지각도를 변경하는 수단에 한정되어, 그 효과가 미미하고 광 경로의 상하 굴절각의 조절이 어려워 전체적인 광의 미세한 경로조절이 용이하지 않은 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광원에서 발생한 광의 수직경로를 조절하는 갈바노미터스캐너를 장착하여 상기 광의 미세한 조절을 통하여 폴리곤스캐너에 부합하는 광의 각도를 조절할 수 있도록 하여 섬세하고 신속한 작업을 가능하게 하여 제품의 상품성과 경제성을 향상시키는 폴리곤스캐너와 갈바노미터스캐너를 결합한 드라이 에칭장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 광을 발생하는 광원과, 상기 광원에서 발생되는 광을 반사시키기 위한 다수의 반사면을 가지는 폴리곤스캐너와, 상기 폴리곤스캐너를 회전시키기 위한 스핀들모터와, 상기 폴리곤스캐너의 반사면에서 반사되는 광을 상기 기판상으로 안내하는 광학유닛과, 상기 기판을 지지하며, 상기 폴리곤스캐너에 의한 광의 주주사방향과, 상기 주주사방향에 직교하는 부주사방향으로 상기 기판을 이동시키며 상기 제어부에 의해 구동제어되는 스테이지와, 상기 폴리곤스캐너의 반사면에서 반사된 광의 유효 광경로 중 초기 광경로를 갖는 광을 수광하는 제1수광부와 폴리곤스캐너에서 반사되는 광의 유효 광경로 중에서 마지막 광경로를 갖는 광을 수광하는 제2수광부로 이루어진 광로인식부와, 상기 광로인식부로부터의 동기신호에 동기하여 상기 광원의 점멸을 조정하고 상기 광로인식부에서 검출된 신호에 의해 상기 스테이지를 구동제어하며 원하는 패턴이 상기 기판상에 형성되도록 제어하는 제어부와, 상기 기판에 형성될 패턴에 대한 패턴정보를 상기 제어부로 제공하는 패턴 정보원로 구성되어 레이저에 의해 기판상에 직선 줄무늬 형태의 패턴을 형성하는 에칭 장치에 있어서, 상기 광원에서 발생한 광 을 소정의 굴절각을 이루도록 반사함으로써 광 경로를 조절하여 상기 광을 폴리곤스캐너로 유도하는 갈바노미터스캐너를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이하 첨부한 도면에 의하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 폴리곤스캐너와 갈바노미터스캐너를 결합한 드라이 에칭장치를 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 폴리곤스캐너와 갈바노미터스캐너를 결합한 드라이 에칭장치에 사용되는 폴리곤스캐너와 갈바노미터스캐너의 결합구조에 대한 상세도이며, 도 4는 본 발명에 의한 폴리곤스캐너와 갈바노미터스캐너를 결합한 드라이 에칭장치에 사용되는 폴리곤스캐너와 스핀들모터에 대한 구성도이고, 도 5는 본 발명에 의한 스캔광에 의해 기판상에 부분적으로 막이 제거되는 과정을 나타내는 상태도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명은 광을 발생하는 광원(100)과, 상기 광원(100)에서 발생되는 광을 반사시키기 위한 다수의 반사면을 가지는 폴리곤스캐너(103)와, 상기 폴리곤스캐너(103)를 회전시키기 위한 스핀들모터(104)와, 상기 폴리곤스캐너(103)의 반사면에서 반사되는 광을 상기 기판(10)상으로 안내하는 광학유닛(105, 106)과, 상기 폴리곤스캐너(103)의 반사면에서 반사된 광의 유효 광경로 중 초기 광경로를 갖는 광을 수광하는 제1수광부(108)와 폴리곤스캐너(103)에서 반사되는 광의 유효 광경로 중에서 마지막 광경로를 갖는 광을 수광하는 제2수광 부(109)로 이루어진 광로인식부(108, 109)와, 상기 광로인식부(108, 109)로부터의 동기신호에 동기하여 상기 광원(100)의 점멸을 조정하여 원하는 패턴이 상기 기판(10)상에 형성되도록 제어하는 제어부(110)와, 상기 기판(10)에 형성될 패턴에 대한 패턴정보를 상기 제어부(110)로 제공하는 패턴 정보원(120)로 구성되어 레이저에 의해 기판상에 직선 줄무늬 형태의 패턴을 형성하는 에칭 장치에 있어서, 상기 광원(100)에서 발생한 광을 소정의 굴절각을 이루도록 반사함으로써 광 경로를 조절하여 상기 광을 폴리곤스캐너(103)로 유도하는 갈바노미터스캐너(200)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 광원(100)은 구동시 점광의 레이저 광을 출사하는 레이저 다이오드를 사용하여 실시함이 타당한데, 광원(100)에 채용되는 레이저 다이오드는 반도체 소자이므로, 온도가 내려가면 광출력이 증가하는 반면, 온도가 올라가면 광출력이 떨어지게 되어 온도변화에 따른 레이저 출력의 변동과 구동전류를 지속적으로 감시하여 고효율의 레이저 출력이 유지되도록 제어하는 광원 드라이버(111)를 제어부(100)에 장착하여 실시할 수 있다.
상기 광원 드라이버(111)는 반전 앰프(Amp)와, 버퍼(Buffer)를 구비하고 상기 제어부(110)에 의해 제어 및 작동되어 레이저 광의 강도를 일정하게 유지시키는 회로로 공지되어 있다.
상기 광원(100)에서 출사된 광을 광축에 대해 평행광 또는 수렴광으로 만들어주는 콜리메이팅렌즈(101)가 광원(100)에서 출사된 광의 경로 상에 설치된고 콜리메이팅렌즈(101)를 통과한 레이저 광을 수평방향의 선형으로 결상시키는 촛점렌즈(102)는 광의 경로 상에 설치함이 타당한데, 상기 콜리메이팅렌즈(101)와 촛점렌즈(102)는 광원(100)과 갈바노미터스캐너(200) 사이의 레이저 광경로 상에 차례로 배치된다.
도 2 및 도 3에서 도시하는 바와 같이, 상기 갈바노미터스캐너(200)는 상기 광원에서 발생한 광을 소정의 굴절각을 이루도록 반사함으로써 광 경로를 조절하여 상기 광을 폴리곤스캐너(103)로 유도하는데, 상기 광을 반사하도록 회전가능하게 장착된 미러부(201)와, 상기 미러부(201)를 지지하며 상기 미러부(201)를 회동시키는 구동부(202)로 구성된 통상적인 갈바노미터스캐너를 장착하여 상기 제어부(110)에 의해 그 구동이 제어되도록 실시함이 타당하다. 또한 상기 갈바노미터스캐너(200)의 일 예로 미러부(201)의 설치위치를 조절할 수 있도록 상기 광원(100)에서 발생된 광의 수직경로를 변경시키는 전반사미러(203)를 구비하여 실시할 수 있다.
상기 촛점렌즈(102)를 통과한 광은 전반사미러(203)를 거치며 그 경로가 수직으로 굴절되며 상기 전반사미러(203)의 설치각도에 따라 굴절정도를 조정할 수 있으며, 전반사미러(203)에서 굴절된 광은 원하는 패턴형성을 위해 계산된 위치에 용이하게 투사될 수 있도록 상기 제어부(120)에 의해 회동이 제어되는 미러부(201)로 투과된 후 회동되는 미러부(201)에 의해 반사되어 적절한 굴절률로 폴리곤스캐너(103)로 입사한다.
상기 갈바노미터스캐너(200)로부터 입사된 광을 재차 반사시키는 폴리곤스캐너(103)는 그 둘레면이 다각면으로 형성되어 고속으로 회전되게 되며, 그 회전에 따른 반사면의 각도 변화에 따라 상기 광원(100)에서 출사되는 레이저 광을 반사하는 각도가 상이하게 되어 있다. 따라서, 회전하는 폴리곤스캐너(103)의 반사면에서 상이한 방향으로 반사되는 레이저 광이 연속됨으로써, 주주사방향(A)으로 스캔된다.
이러한 폴리곤스캐너(103)는 6개의 반사면이 등간격으로 배치되어 있으며, 상기 스핀들모터(104)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 상기 스핀들모터(104)는 지지프레임(140)에 결합되어 있으며, 상기 제어부(110)에 의해 그 구동이 제어된다. 상기 스핀들모터(104)는 제어부(110)에 의해 정속으로 회전하도록 제어됨으로써, 폴리곤스캐너(103)가 정속으로 회전될 수 있도록 실시함이 타당하다.
상기 광학유닛(105, 106)은 이미징렌즈(105)와, 반사미러(106)로 구성되는데, 상기 이미징렌즈(105)는 상기 주주사방향(A)으로 주사되는 스캔되는 광을 상기 기판(10)에 초점이 맞추어지도록 결상시킨다. 상기 반사미러(106)는 상기 이미징렌 즈(105)에서 결상되는 광을 소정 경로로 반사시킴으로써, 상기 기판(10)으로 결상되도록 실시한다.
상기 광로인식부(108, 109)는 제1수광부(108)와, 제2수광부(109)를 구비한다. 상기 제1수광부(108)는 상기 폴리곤스캐너(103)에서 반사되는 광의 유효 광경로 중에서 초기 광경로를 갖는 광을 수광하여 초기 동기신호를 인식하기 위한 것으로서, 포토 다이오드를 사용하여 실시할 수 있다. 제1수광부(108)에서 수광된 신호는 상기 제어부(110)로 전달되고, 상기 제2수광부(109)는 상기 폴리곤스캐너(103)에서 반사되는 광의 유효 광경로 중 마지막 광경로를 갖는 광을 수광하여 마지막 동기신호를 인식하기 위한 것으로서 역시 포토 다이오드를 사용하여 실시할 수 있다. 이 제2수광부(109)에서의 수광신호는 제어부(110)로 전달된다.
상기 제어부(110)는 상기 광원 드라이버(111)와, 상기 모터 구동드라이버(113)와, 후술할 스테이지(130)를 구동시키는 스테이지 구동드라이버(115) 및 조정유닛 구동드라이버(117)를 구비하며, 상기 제어부(110)는 패턴 정보원(120)에서 제공되는 패턴정보를 근거로 하여, 상기 광원(100)의 온/오프 제어는 물론 그 온/오프 시간을 제어하되, 상기 제1 및 제2수광부(108, 109)에서 전달되는 동기신호를 기초로 하여 상기 광원 드라이버(111)를 제어한다.
또한, 제어부(110)는 상기 광원(100)의 구동제어시, 상기 스핀들모터(103) 및 상기 구동부(202)는 정속도의 회전을 유지하도록 모터 구동드라이버(113)와 스테이지 구동드라이버(115)는 제어부(110)에 의해 제어되는 것으로서, 특히 스테이지 구동드라이버(115)는 스테이지(130)를 주주사방향(A)과, 그 주주사방향(A)에 직교하는 부주사방향(B)으로 선택적으로 구동시킨다.
상기 스테이지(130)는 기판(10)이 지지되는 작업대로서, 상기 제1 및 제2수광부(108, 109)에서 수광된 동시신호를 근거로 하여, 상기 스테이지(130)에 놓인 기판(10)이 주주사 방향(A)으로 스캔위치에 놓이도록 스테이지(130)는 구동드라이버(115)에 의해 주주사 방향(A)으로 구동제어된다. 그리고 줄무늬 모양의 패턴을 기판(10) 상에 형성할 수 있도록 스테이지(130)는 하나의 줄무늬 모양이 스캔된 다음에는 소정 거리 부주사방향(B)으로 이동되도록 제어됨으로써, 먼저 형성된 줄무늬 모양의 패턴에 소정 간격을 두고 다른 줄무늬 패턴을 연속해서 형성할 수 있도록 한다. 여기서 상기 스테이지(130)는 주주사 방향(A)으로는 초기에 스캔 위치를 세팅한 뒤에는 부주사 방향(B)으로 정밀제어됨으로써, 줄무늬 형태의 패턴이 기판(10) 상에 연속해서 형성되도록 할 수 있다.
상기 패턴 정보원(120)은 패턴정보를 프로그래밍할 수 있는 컴퓨터를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 컴퓨터는 미리 설정 또는 저장된 데이터를 패턴정보로 프로그래밍하여 상기 제어부(110)로 공급하게 된다. 여기서, 상기 스테이지(130)에 놓이는 기판(10)은 반도체 웨이퍼, LCD, PDP 패널, PCB 등일 수 있으며, 본 실시예의 경우, 액정 디스플레이패널(LCD) 즉, 유리기판(이하 유리기판(10)이라 함)을 나타낸다. 상기 유리 기판(10) 상에는 ITO(Indium Tin Oxide) 막이 소정 두께로 코팅 내지는 증착되어 있으며, 상기 유리 기판(10) 상에 마련된 ITO막은 시간의 경과에 따라 스캔광에 노출되는 부분이 제거되는 방식으로 ITO 막에 줄무늬 등의 기설정된 형태의 패턴이 만들어지게 된다. 또한, 동일한 방식으로 상기 ITO 막 대신에 칼라 필터의 화소를 분리하는 자외선 차단 필름인 블랙 매트릭스(Black matrix) 상에서도 상기 ITO 막에서와 같이 기설정된 형태의 패턴이 만들어 지게 된다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 폴리곤스캐너(103)의 회전축을 미세 조정하여 상기 폴리곤스캐너(103)의 반사면 각도를 조정하는 조정유닛(160)을 구비하여 실시할 수 있다. 상기 조정유닛(160)은 상기 지지프레임(140)이 놓이는 베이스 프레임(150)과, 상기 지지프레임(140)과 베이스 프레임(150) 사이에 설치되는 솔레노이드(170)로 구성하여 실시함이 타당하며, 상기 베이스 프레임(150)은 지지프레임(140)과 소정 거리 이격하여 지지하도록 결합한다.
상기 솔레노이드(170)는 상기 제어부(110)에 의해 제어되는 솔레노이드 구동드라이버(115)에 의해 구동제어되어 상기 지지프레임(140)의 지지각도를 변경하도록 한다. 이러한 솔레노이드(170)는 구동시 지지프레임(140)의 어느 한쪽이 베이스 프레임(150)에 대해 더 멀어지도록 함으로써, 폴리곤스캐너(103)의 자세를 조정할 수 있도록 폴리곤스캐너(103)의 회전중심에서 가능한 멀리 벗어난 지점에 위치되는 것이 타당하다.
상기와 같이 폴리곤스캐너(103)의 자세를 조정유닛(160)에 의해 조정하게 되면, 폴리곤스캐너(103)의 반사면의 상하 각도를 조정하여 스캐닝되는 광의 방향을 부주사방향으로 더욱 정밀하게 미세 조정할 수 있게 된다.
상기 구성에 의하면, 광원(100)에서는 일정한 파워로 레이저 광을 출사하고, 광원(100)에서 출사되는 레이저 광의 파워는 상기 드라이버(111)에 의해 제어된다. 또한 출사된 광의 파워는 상기 제1 및 제2수광부(108, 109)에 의해서 모니터링됨으로서, 제어부(100)는 모니터링된 출사광의 파워를 근거로 상기 드라이버(111)를 제거하게 된다.
출사된 광은 상기 콜리메이팅렌즈(101)와 촛점렌즈(102)를 통과하여 폴리곤스캐너(103)의 반사면으로 결상되는데, 상기 촛점렌즈(102)는 통상적인 실린드리컬렌즈(cylindrical lens) 또는 텔레센트릭렌즈(telecentric lens)를 사용하여 실시함이 타당하다. 이때, 폴리곤스캐너(103)는 고속으로 정속 회전하면서, 입사되는 광을 주주사 방향(A)으로 반사하여 스캔광을 형성하는데 상기 스캔광은 연속된 광일 수도 있고, 광원(100)의 온/오프 및 온/오프 시간에 따라서 비 연속된 스캔광인 경우도 있다.
상기 스캔광은 이미징렌즈(105)를 통과하여 소정의 경로를 경유하는데, 상기 제1수광부(108)에서는 유효 광경로를 갖는 광경로 중에서 초기 광을 수광함으로써, 동기신호를 상기 제어부(110)로 전달한다. 그리고 제2수광부(109)에서는 유효 광경로의 마지막 광을 수광함으로써, 동기신호를 상기 제어부(110)로 전달한다. 상기 제어부(110)에서는 상기 각 수광부(108,109)에서 전달된 동기신호를 근거로 하여, 상기 스테이지(130), 광원(100) 및 조정유닛(160)을 구동제어함으로써, 기판(10)의 원하는 위치에 스캔광이 입사되도록 제어한다.
즉, 도 5에서 도시하는 바와 같이, 유효 스캔광은 상기 반사미러(106)에서 반사되어 유리기판(10)으로 입사되되, 비연속적인 스캔광으로 유리기판(10) 상의 ITO막(13), 컬러 필터의 블랙매트릭스, 노광을 위한 포토레지스터 또는 드라이레지스터 등을 비연속적으로 스캔하여 패터닝시켜 줄무늬 형태의 패턴을 주주사 방향(A)으로 형성하고 상기 스테이지(130)를 구동시켜 유리기판(10)을 부주사방향(B)으로 이동시켜 연속된 줄무늬 형태의 패턴을 형성할 수 있게 된다.
또한 광원(100)이 온(on)되어 레이저 광이 출사되어 스캔 된 부분은 막(13)이 패터닝되면서 제거되고, 다른 부분은 광원(100)이 오프된 상태이므로 광이 출사되지 않았으므로, 스캔광이 생성되지 않아 막(13)이 그대로 남아있게 되는 것이다.
전술한 바와 같이 레이저를 스캔반사부(200) 및 폴리곤스캐너(103)를 이용하 여 유리기판(10)을 스캐닝하여 막(13)을 직접 패터닝하게 되면 광 경로의 미세한 조절이 가능하게 되어 섬세한 패터닝작업이 가능할 뿐 아니라 작업시간을 단축함으로써 생산성도 향상시킬 수 있게 되고 가공 단계를 단축시켜 비용도 절감할 수 있는 이점이 있다.
상기에서 본 발명의 특정한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지와 사상을 벗어남이 없이 당해 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 수정과 변형실시가 가능할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 광원에서 발생한 광의 수직경로를 조절하는 갈바노미터스캐너를 장착하여 상기 광의 미세한 조절을 통하여 폴리곤스캐너에 부합하는 광의 각도를 조절할 수 있도록 하여 섬세하고 신속한 작업을 가능하게 함으로써 정밀한 패턴을 생산할 수 있도록 구성하여 제품의 상품성과 경제성을 향상시키는 탁월한 효력을 발휘하는 발명이다.

Claims (3)

  1. 광을 발생하는 광원과, 상기 광원에서 발생되는 광을 반사시키기 위한 다수의 반사면을 가지는 폴리곤스캐너와, 상기 폴리곤스캐너를 회전시키기 위한 스핀들모터와, 상기 폴리곤스캐너의 반사면에서 반사되는 광을 상기 기판상으로 안내하는 광학유닛과, 상기 폴리곤스캐너의 반사면에서 반사된 광의 유효 광경로 중 초기 광경로를 갖는 광을 수광하는 제1수광부와 폴리곤스캐너에서 반사되는 광의 유효 광경로 중에서 마지막 광경로를 갖는 광을 수광하는 제2수광부로 이루어진 광로인식부와, 상기 광로인식부로부터의 동기신호에 동기하여 상기 광원의 점멸을 조정하여 원하는 패턴이 상기 기판상에 형성되도록 제어하는 제어부와, 상기 기판에 형성될 패턴에 대한 패턴정보를 상기 제어부로 제공하는 패턴 정보원으로 구성되어 레이저에 의해 기판상에 직선 줄무늬 형태의 패턴을 형성하는 에칭 장치에 있어서,
    상기 광원에서 발생한 광을 소정의 굴절각을 이루도록 반사함으로써 광 경로를 조절하여 상기 광을 폴리곤스캐너로 유도하는 갈바노미터스캐너를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 폴리곤스캐너와 갈바노미터스캐너를 결합한 드라이 에칭장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 갈바노미터스캐너는 회전가능하게 장착되어 상기 광원에서 발생된 광을 반사하는 미러부와,
    상기 미러부를 지지하며 상기 미러부를 회동시키는 구동부로 구성된 것을 특징으로 하는 폴리곤스캐너와 갈바노미터스캐너를 결합한 드라이 에칭장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 갈바노미터스캐너는 상기 광원에서 발생된 광의 수직경로를 변경시키는 전반사미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리곤스캐너와 갈바노미터스캐너를 결합한 드라이 에칭장치.
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