KR100841291B1 - 노광장치에서의 스테이지 이송구조 - Google Patents

Abstract

노광장치를 조립할 때 기구적인 세팅(setting)에 많은 주의를 기울여야 하고 구현에 어려움이 있는 종래의 노광장치와는 달리 본 발명은 피노광물이 안치되어 있는 스테이지를 X축 방향과 Y축 방향을 동시 이송할 수 있도록 하여 소프트웨어적으로 임의의 각도를 줄 수 있으므로 기구적인 세팅이 쉽고 픽셀 분해능을 임의로 조절할 수 있는 유연성을 갖는다.

노광장치, 스테이지, 이송, 가이드, 픽셀, 프로젝션 광학계.

Description

노광장치에서의 스테이지 이송구조{Stage transfer structure in exposure apparatus}

도 1은 종래의 스테이지 이동방식을 가지는 노광장치의 DMD로 노광되는 노광 위치를 보인 도면이다.

도 2는 본 발명에 의한 노광장치의 스테이지를 보인 사시도이다.

도 3은 본 발명에 의한 스테이지 이동방식을 가지는 노광장치의 DMD로 노광되는 노광 위치를 보인 도면이다.

도 4는 화상을 형성한 예를 보인 도면이다.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 다리 11 : 설치대

12 : Y축 가이드 13 : 이송 판

14 : X축 가이드 15 : 스테이지

본 발명은 LCD, PDP 패널 등에 OCR 코드와 VCR 코드를 노광시키는 노광장치에서의 스테이지 이송구조에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 별도의 추가 비용 없이 피노광물이 안치되어 있는 스테이지의 이송방식만을 고해상도를 구현할 수 있도록 하는 노광장치에서의 스테이지 이송구조에 관한 것이다.

최근에는 LCD, PDP, OLED 등과 같이 다양한 유형의 디스플레이 디바이스가 널리 상용화됨에 따라 이를 양산하기 위해 필요한 노광장치의 개발이 보다 활성화되고 있는데, 예를 들어 레이저 마킹 장치를 이용하는 방식의 노광장치 등을 예로 들 수 있다.

상기 레이저 마킹 장치를 이용한 노광장치는 레이저 마킹 장치를 이용하여 각 코드(code)를 X, Y 두 축을 가지는 2차원 스캐너를 이용하여 마킹(Marking)하는 구조 또는 UV 광원(레이저)과 포토 마스크(Photo Mask)를 이용하여 노광시키는 방식을 일컫는다.

여기서, UV 광원과 포토 마스크를 이용하는 방식은 코드가 바뀜에 따라 여러 가지 마스크를 구비하고 실제 노광시 계속 바꾸어 주어야 하는 번거로움이 있어 현재에는 거의 사용되지 않고 있다.

상기한 레이저 마킹 장치를 이용한 노광장치는 UV 레이저에서 나온 광이 X, Y 스캐너를 통하여 LCD 또는 PDP 패널 상에 노광을 실시한다.

노광은 다중 헤드를 구성하여 행하거나 문형 스테이지(gantry stage) 위에 레이저와 광학계 그리고 X, Y 스캐너를 장착한 후 이것을 이동시키면서 행할 수 있다.

DMD를 이용한 종래의 노광장치는 피대상물이 스테이지를 이동할 때 노광 헤드를 스테이지에 대해 일정한 각으로 기울어지게 배치시켜 DMD의 마이크로 미러들에 의해 변조된 각각의 점들의 인접거리를 줄인다.

따라서 피노광물의 이동방향에 일정한 경사각이 되도록 노광 헤드의 각도를 조정하여 노광을 실시할 수 있다.

또한 노광 헤드의 각도를 피 노광물의 이동 방향과 정확히 직각이 되도록 배치시키고 피 노광물의 놓여진 방향을 일정 각도로 회전시킨 후 노광을 실시함으로써, 도 1에 도시한 바와 같이 위치에 노광이 이루어지게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 노광장치는 조립할 때 기구적인 세팅(setting)에 많은 주의를 기울여야 하고 구현에 어려움이 있다.

상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 피노광물이 안치되어 있는 스테이지를 X축 방향과 Y축 방향을 동시 이송할 수 있도록 하여 소프트웨어적으로 임의의 각도를 줄 수 있으므로 기구적인 세팅이 쉽고 픽셀 분해능을 임의로 조절할 수 있는 유연성을 갖도록 하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 노광장치에서의 스테이지 이송구조는, 노광을 위한 피노광물이 탑재된 스테이지가 설치대 위에 이동 가능하도록 설치된 노광장치에서의 스테이지 이송구조에 있어서, 상기 설치대 위에 Y축 가이드가 Y축 방향의 길이방향으로 놓여지고 그 위에 이송 판이 Y축 방향으로 이송 가능하도록 설치되고, 상기 이송판 위에 X축 가이드가 X축 방향의 길이방향으로 놓여지고 그 위에 피노광물이 탑재된 스테이지가 X축 방향으로 이송 가능하도록 설치되되, 상기 스테이지를 X축 방향과 Y축 방향으로 동시에 이동시켜 가면서 사선방향으로 노광을 실시할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
특히, 본 발명은 노광에 따른 마스크를 사용하지 않고 DMD를 이용하는 마스크리스 노광장치를 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 스테이지(15)를 X축 방향과 Y축 방향으로 동시에 이동시키면서 노광을 실시할 수 있도록 하는 노광장치를 보인 것으로서, 노광장치는 시트 형태의 피노광물질을 표면에 흡착해서 유지하는 평판 형상의 스테이지(15)를 구비하고 있다.

4개의 다리(10)가 지지하고 있는 두꺼운 판 형상의 설치대(11)의 상면에는 이송 판(13)과 스테이지(15)의 이동방향을 따라 Y축 방향으로 배치되어 있는 두 개의 Y축 가이드(12)가 설치되고, 이 Y축 가이드(12)에는 Y축 가이드(12)를 따라 Y축 방향으로 이동할 수 있는 이송 판(13)이 설치되어 있다.

또한 이송 판(13) 위에는 스테이지(15)를 X축 방향으로 이동시키기 위한 X축 가이드(14)가 X축 방향으로 배치되고, 이 X축 가이드(14)에 스테이지(15)가 X축 방향으로 이동 가능하도록 설치되어 있다.

또한 노광장치에는 도면에는 도시하지 않았으나, 이송 판(13)과 스테이지(15)를 Y축 방향과 X축 방향으로 이동시킬 수 있도록 동력을 공급하는 이송 판 및 스테이지 구동장치가 설치되어 있다.

상기 설치대(11)의 중앙에는 스테이지(15)의 이동경로를 걸치도록 'ㄷ'자 형상의 게이트가 설치되어 있다.

이 'ㄷ'자 형상의 게이트의 끝 부분의 각각은 설치대(11)의 양측면에 고정되어 있고, 이 'ㄷ'자 형상의 게이트를 사이에 두고 하나의 측부에는 스캐너가 설치되고, 다른 하나의 측부에는 피노광물의 선단 및 후단을 검지하는 다수의 센서가 설치되어 있다.

그리고 스캐너 및 센서는 이들을 제어하는 도시되지 않은 컨트롤러에 접속되어 있다.

여기서 스캐너는 대략 매트릭스 형상으로 배열된 다수의 노광 헤드를 구비하고, 이 노광 헤드는 입사된 광 빔을 화상 데이터에 따라서 각 화소마다 변조하는 공간 광변조소자로서 미국 텍사스 인스트로먼트사 제품의 디지털 마이크로 미러 디바이스(DMD)를 구비하고 있다.

이 DMD는 데이터 처리부와 미러 구동 제어부를 구비한 후 컨트롤러에 접속되어 있고, 이 컨트롤러의 데이터 처리부에는 입력된 화상 데이터에 근거하여 각 노광 헤드마다 DMD의 제어해야 할 영역내의 각 마이크로 미러를 구동 제어하는 제어신호를 생성한다.

또한 미러 구동 제어부에서는 화상 데이터 처리부에서 생성한 제어신호를 기초하여 각 노광헤드마다 DMD의 각 마이크로 미러의 반사면의 각도를 제어한다.

상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명은 노광 대상이 되는 피노광물이 스테이지(15)에 의해 이송될 때 이송 방향과 더불어 이송방향과 직각이 되는 방향으로도 이동된다.

즉, 이송 판(13)을 Y축 방향으로 이동시켜 가며 노광을 실시함과 동시에 스테이지(15)를 X축 방향으로도 이동시키므로 상기 스테이지(15)는 X축 방향과 Y축 방향으로 동시에 이동되게 된다.

이때, 노광 헤드 내에 있는 DMD의 마이크로 미러들의 방향과 피노광물이 놓여 있는 상기 스테이지(15)의 각이 서로 같은 경우 도 1에서와 최소 분해능은 1:1 프로젝션 광학계를 사용할 경우 DMD의 마이크로 미러들의 피치(pitch)로 제한되게 된다.

하지만 도 3에서와 같이 DMD의 마이크로 미러들의 배열방향과 얼마간의 각을 가지도록 만들 수 있도록 상기 이송 판(13)과 스테이지(15)를 Y축 가이드(12)를 따라 Y축 방향으로 이동시켜 가면서 노광을 실시할 때, 스테이지(15)가 X축 가이드(14)를 따라 X축 방향으로 동시에 이동되므로 스테이지(15)는 실질적으로 사선방향으로 이동되어 스테이지(15)에 탑재된 피노광물에 노광되는 변조된 각 픽셀들 사이의 거리가 줄어들어 도 4에서와 같이 고해상도의 이미지를 얻을 수 있다.

따라서 본 발명에 의하면, 노광장치를 조립할 때 기구적인 세팅(setting)에 많은 주의를 기울여야 하고 구현에 어려움이 있는 종래의 노광장치와는 달리 본 발명은 피노광물이 안치되어 있는 스테이지를 X축 방향과 Y축 방향을 동시에 이송할 수 있도록 하여 소프트웨어적으로 임의의 각도를 줄 수 있으므로 기구적인 쉽고 픽셀 분해능을 임의로 조절할 수 있는 유연성을 가지는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 설치대 위에 Y축 가이드가 Y축 방향의 길이방향으로 놓여지고 그 위에 이송 판이 Y축 방향으로 이송 가능하도록 설치되고, 상기 이송판 위에 X축 가이드가 X축 방향의 길이방향으로 놓여지고 그 위에 피노광물이 탑재된 스테이지가 X축 방향으로 이송 가능하도록 설치되어 마스크를 사용하지 않고 DMD를 이용하는 노광장치에서의 스테이지 이송구조에 있어서,

   상기 스테이지를 X축 방향과 Y축 방향으로 동시에 이동시켜 가면서 사선방향으로 노광을 실시할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 노광장치에서의 스테이지 이송구조.

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