KR100922203B1

KR100922203B1 - 레이저 디렉트 이미징 시스템용 상하부 노광 엔진의위치정렬방법 및 장치

Info

Publication number: KR100922203B1
Application number: KR1020080039334A
Authority: KR
Inventors: 김종수
Original assignee: 주식회사 프로텍
Priority date: 2008-04-28
Filing date: 2008-04-28
Publication date: 2009-10-20

Abstract

본 발명은 마스크 리스 방식을 이용한 레이저 디렉트 이미징 시스템에서 PCB의 상, 하부 동시 노광을 위해 상, 하부 레이저 빔을 상, 하부 노광 엔진의 픽셀 단위별로 분배 조사하여 일치되게 위치 정렬하는 위치정렬방법 및 장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 상, 하부 노광 엔진 사이에서 상, 하부 노광 엔진에서 픽셀 단위별도 분배 조사되는 레이저 빔 픽셀을 각각 1, 2차 미러에 의해 수평 및 수직으로 대향 되게 90도 방향 전환하여 위치 이동시키고 일측 단일의 프리즘 광학계에 의해 수평 방향으로 동일하게 방향 전환하여 함께 반사시킨 후, 함께 반사된 상, 하부 레이저 빔 픽셀을 단일의 CCD 카메라에 동시에 집광시켜서 상, 하부 노광 엔진의 위치 오차를 측정하여 위치 정렬하므로, 상, 하부 노광 엔진의 위치 정렬 작업성, 위치 정렬 정밀성을 우수하게 제공하는데 그 특징이 있다.

레이저 디렉트 이미징 시스템, 노광 엔진, 레이저 빔 픽셀, 프리즘 광학계, CCD 카메라, 미러

Description

레이저 디렉트 이미징 시스템용 상하부 노광 엔진의 위치정렬방법 및 장치{LOCATING METHOD AND APPARATUS OF EXPUSURE ENGINE FOR LASER DIRECT IMAGING SYSTEM}

본 발명은 마스크 리스 방식을 이용한 레이저 디렉트 이미징 시스템(Laser Direct Imaging System)에서 반도체 PCB나 일반 PCB 등의 상, 하부 동시 노광을 위해 상, 하부 노광 엔진의 픽셀 위치 정렬을 미러, 프리즘 광학계, CCD카메라에 의해 집광하여 효과적으로 위치 정렬하는 레이저 디렉트 이미징 시스템용 상 하부 노광 엔진의 위치정렬방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조공정에서는 패턴을 형성하기 위해 노광 공정을 행하고 있다.

이러한 노광 공정은 작업 전에 노광부의 위치 정렬 작업을 반드시 선행하여야 정밀한 패턴 작업을 행할 수 있게 된다.

이와 같은 노광부 위치 정렬 작업은 마스크(Mask) 방식과 마스크 리스(Maskless) 방식으로 구분된다.

상기 마스크 방식은 도 1에 도시된 바와 같이, 노광 스테이지(2) 상, 하부 마스크(3)(3')의 기준마크(4)의 위치를 확인하여 위치를 정렬하고, 이 기준마크(4)에 의한 상기 상, 하부 마스크(3)(3')의 위치를 보정한 후에 UV 램프의 광원을 일괄 조사하여 노광을 행하도록 되어 있다.

이러한 마스크 방식은 노광 엔진을 이용하는 방식이 아니므로 마스크의 기준마크를 이용해서 위치 정렬을 완료한 후 노광 작업을 바로 행할 수 있다.

또한, 상기 마스크 리스 방식은 도 2에 도시된 바와 같이, 레이저 디렉트 이미징 시스템(Laser Direct Imaging System)에서 개별 노광 엔진의 단위 픽셀로 레이저 빔을 조사하되, 노광 스테이지(2)의 상 하부 노광 엔진(5)(5')의 단위 픽셀을 일치시켜 위치 정렬을 행하는 것이다.

이때 상 하부 노광 엔진의 단위 픽셀이 일치하지 않게 되면, 상 하부 패턴이 일치되지 않는 작업 불량이 발생하게 되는 것이다.

따라서, 상기 상 하부 노광 엔진의 픽셀을 각각 측정하여 위치 정렬하므로 상 하부 노광 엔진의 각 픽셀을 일치시켜야 하는데 그 작업이 매우 어려워 작업성, 정밀성이 저하되었다.

특히 상기 노광 엔진은 엔진별 1024×768 픽셀(총 80만 개 픽셀)을 개별로 노광하기 때문에 상 하부 노광 엔진의 픽셀 정렬은 더 더욱 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 발명된 것으로써, 마스크 리스 방식을 이용한 레이저 디렉트 이미징 시스템(Laser Direct Imaging System)에서 반도체 PCB나 일반 PCB 등의 상, 하부 동시 노광을 위해 상, 하부 노광 엔진의 픽셀 위치 정렬을 동시에 간편하면서 효과적으로 행하므로 작업성, 정밀성을 극대화하는데 그 목적이 있다.

이러한 본 발명은 마스크 리스 방식을 이용한 레이저 디렉트 이미징 시스템에서 PCB의 상, 하부 동시 노광을 위해 상, 하부 레이저의 빔을 상, 하부 노광 엔진의 픽셀 단위별로 분배 조사하여 일치되게 위치 정렬하기 위한 것으로;

상, 하부 노광 엔진 사이에서 레이저 빔 픽셀을 각각 1, 2차 미러에 의해 방향 전환하여 위치 이동시키고 일측 단일의 프리즘 광학계에 의해 수평 방향으로 동일하게 방향 전환하여 함께 반사시킨 후, 함께 반사된 상, 하부 레이저 빔 픽셀을 단일의 CCD 카메라에 동시에 집광시켜서 상, 하부 노광 엔진의 위치 오차를 측정하여 위치 정렬하도록 하는 위치정렬방법과;

상, 하부 노광 엔진 사이에서 픽셀 단위별로 분배 조사되는 레이저 빔 픽셀을 대향 되게 방향 전환시켜 위치 이동하도록 반사하는 1, 2차 미러와, 상기 1, 2차 미러에 의해 반사되는 상 하부 노광 엔진의 레이저 빔 픽셀을 수평 방향으로 동 일하게 방향 전환하여 함께 반사시키는 단일의 프리즘 광학계와, 상기 프리즘 광학계에 의해 함께 반사되는 상 하부 레이저 빔 픽셀을 동시에 집광시켜 투영하는 단일의 CCD 카메라 및, 상기 단일의 CCD 카메라에 동시에 집광 된 상, 하부 레이저 빔 픽셀과 기준 좌표계의 위치 오차를 측정하여 위치 오차만큼 모션 제어하여 상 하부 노광 엔진을 위치 정렬하는 오차 측정 및 제어기로 구성된 위치정렬장치에 의해 달성된다.

이러한 본 발명은 마스크 리스 방식을 이용한 레이저 디렉트 이미징 시스템(Laser Direct Imaging System)에서 반도체 PCB나 일반 PCB 등의 상, 하부 동시 노광을 위해 상 하부 노광 엔진의 레이저 빔 픽셀을 미러, 프리즘 광학계, CCD 카메라에 의해 함께 집광시켜 오차 위치를 측정 위치 정렬하기 때문에 상 하부 노광 엔진의 위치 정렬 작업성, 위치 정렬 정밀성을 우수하게 제공하게 되는 효과를 갖는 것이다.

먼저, 본 발명의 방법에 대해 살펴보기로 한다.

본 발명은 마스크 리스 방식을 이용한 레이저 디렉트 이미징 시스템에서 PCB의 상, 하부 동시 노광을 위해 상, 하부 레이저의 빔을 상, 하부 노광 엔진의 픽셀 단위별로 분배 조사하여 일치되게 위치 정렬하는 방법을 제공한다.

즉, 상, 하부 노광 엔진 사이에서 상, 하부 노광 엔진에서 픽셀 단위별도 분배 조사되는 레이저 빔 픽셀을 단일의 프리즘 광학계에 의해 수평 방향으로 동일하게 방향 전환하여 함께 반사시킨 후, 함께 반사된 상, 하부 레이저 빔 픽셀을 단일의 CCD 카메라에 동시에 집광시켜서 상, 하부 노광 엔진의 위치 오차를 측정하여 위치 정렬하는 방법을 제공하는 것이다.

이때 상기 CCD 카메라에 집광 된 상, 하부 레이저 빔 픽셀은 기준 좌표계와 위치 오차를 측정하여 측정된 오차 데이터만큼 모션 제어함으로 위치 정렬하게 되는 것이다.

이러한 본 발명의 방법은 상 하부 노광 엔진의 상 하부 레이저 빔 픽셀을 함께 단일의 프리즘 광학계와 CCD 카메라에 의해 집광시켜 위치 정렬하게 되기 때문에 작업성이 간편함은 물론 정밀한 위치 정렬 작업을 행할 수 있게 되는 것이다.

또한, 본 발명은 상, 하부 노광 엔진 사이에 노광 스테이지가 간섭되는 경우, 상, 하부 노광 엔진 사이에서 상, 하부 노광 엔진에서 픽셀 단위별도 분배 조사되는 레이저 빔 픽셀을 각각 1, 2차 미러에 의해 수평 및 수직으로 대향 되게 방향 전환하여 위치 이동시키고 일측 단일의 프리즘 광학계에 의해 수평 방향으로 동일하게 방향 전환하여 함께 반사시킨 후, 함께 반사된 상, 하부 레이저 빔 픽셀을 단일의 CCD 카메라에 동시에 집광시켜서 상, 하부 노광 엔진의 위치 오차를 측정하여 위치 정렬하는 방법을 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 방법은 상 하부 노광 엔진의 상 하부 레이저 빔 픽셀을 1, 2차 미러에 의해 수평 및 수직으로 방향 전환시켜 노광 스테이지의 간섭을 회피하 도록 위치 이동한 상태로 함께 단일의 프리즘 광학계와 CCD 카메라에 의해 집광시켜 위치 정렬하게 되기 때문에 이 역시 작업성이 간편함은 물론 정밀한 위치 정렬 작업을 행할 수 있게 되는 것이다.

다음은 상기한 본 발명의 방법을 구현하기 위한 장치를 도 3을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

본 발명은 마스크 리스 방식을 이용한 레이저 디렉트 이미징 시스템에서 PCB의 상, 하부 동시 노광을 위해 상, 하부 레이저(6)(6')의 빔을 상 하부 노광 엔진(5)(5')의 픽셀 단위별로 분배 조사하여 일치되게 위치 정렬하기 위한 장치를 제공한다.

즉, 상기 상, 하부 노광 엔진(5)(5') 사이에서 상, 하부 노광 엔진에서 픽셀 단위별로 분배 조사되는 레이저 빔 픽셀을 수평 방향으로 동일하게 방향 전환하여 함께 반사시키는 단일의 프리즘 광학계(10)와,

상기 프리즘 광학계에 의해 함께 반사되는 상 하부 레이저 빔 픽셀을 동시에 집광시켜 투영하는 단일의 CCD 카메라(20) 및, 상기 단일의 CCD 카메라에 동시에 집광 된 상, 하부 레이저 빔 픽셀과 기준 좌표계의 위치 오차를 측정하여 위치 오차만큼 모션 제어하여 상 하부 노광 엔진을 위치 정렬하는 오차 측정 및 제어기(30)로 구성되어 이루어진다.

이러한 본 발명의 장치는 마스크 리스 방식을 이용하여 PCB의 상 하부 동시 노광을 행하기 위해 상 하부 노광 엔진의 위치 오차를 확인하고 정렬하게 되는 것 이다.

이는 상, 하부 레이저(6)(6')에서 조사되는 빔을 상 하부 노광 엔진(5)(5')의 픽셀 단위별로 분배 조사하게 된다.

이와 같이 상 하부 노광 엔진(5)(5')에서 픽셀 단위별로 분배 조사되는 레이저 빔 픽셀은 단일의 프리즘 광학계(20)와 단일의 CCD 카메라(30)에 동시에 함께 집광시키므로 상 하부 노광 엔진의 레이저 빔 픽셀을 위치 오차를 간편하게 확인함은 물론 위치 정밀한 위치 정렬 작업을 가능하게 제공하는 것이다.

이를 좀더 구체적으로 설명하면, 상기 상 하부 노광 엔진(5)(5')에서 픽셀 단위별로 분배 조사되는 레이저 빔 픽셀은 상 하부 노광 엔진(5)(5')의 사이에 위치하는 프리즘 광학계(20)에 의해 반사되어 90도 수평 방향을 향해 동일하게 방향 전환하여 함께 반사시키게 된다.

즉, 상기 상 하부 노광 엔진의 레이저 빔 픽셀을 함께 동시에 반사시키게 되는 것이다.

이와 같이 함께 반사되는 상, 하부 노광 엔진(5)(5')의 레이저 빔 픽셀은 단일의 CCD 카메라(20)에 동시에 집광시켜 투영하게 되는 것이다.

즉, 상, 하부 노광 엔진(5)(5')의 레이저 빔 픽셀을 각각 투영시켜 위치 측정하는 것에 비해 작업성이 개선됨은 물론 위치 측정의 오차를 최소화하게 되는 것이다.

이와 같이 단일의 CCD 카메라(20)에 동시에 집광 된 상 하부 노광 엔진의 레이저 빔 픽셀은 통상의 방법으로 기준 좌표계와의 위치 오차를 측정하여 위치 오차 만큼 모션 제어하므로 상 하부 노광 엔진을 위치 정렬하게 되는 것이다.

한편, 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이 달리 실시할 수 있는데, 이는 상, 하부 노광 엔진(5)(5') 사이에 노광 스테이지(2)가 간섭되는 경우로 전술한 도 3의 실시 예와 비교하여 볼 때, 상기 상, 하부 노광 엔진(5)(5') 사이에서 상, 하부 노광 엔진에서 픽셀 단위별로 분배 조사되는 레이저 빔 픽셀을 각각 수평 및 수직으로 대향 되게 90도씩 방향 전환시켜 위치 이동하도록 반사하는 1, 2차 미러(41, 41'),(42, 42')를 더 구비하여 상기 1, 2차 미러에 의해 상 하부 노광 엔진이 레이저 빔 픽셀을 위치 이동시켜 단일의 프리즘 광학계(10)로 반사하도록 이루어진 것이다.

이러한 본 발명의 장치는 상, 하부 레이저(6)(6')에서 조사되는 빔을 상 하부 노광 엔진(5)(5')의 픽셀 단위별로 분배 조사하게 된다.

이와 같이 상 하부 노광 엔진(5)(5')에서 픽셀 단위별로 분배 조사되는 레이저 빔 픽셀은 상 하부 노광 엔진 사이로 노광 스테이지(2)가 간섭되기 때문에 일측으로 위치 이동하도록 반사하게 된다.

즉, 상하로 대향 된 1, 2차 미러(41, 41')(42, 42')가 상기 상 하부 노광 엔진의 레이저 빔 픽셀을 수평, 수직으로 대향 되게 90도씩 방향 전환시켜 일측에 위치한 단일의 프레임 광학계(20) 상하로 동시에 반사시키게 되는 것이다.

이와 같이 단일의 프리즘 광학계 상하로 반사되는 상 하부 노광 엔진의 레이저 빔 픽셀은 일측으로 함께 반사되어 단일의 CCD 카메라(30)에 동시에 함께 집광 시키므로 전술한 바와 같이 상 하부 노광 엔진의 레이저 빔 픽셀을 위치 오차를 간편하게 확인함은 물론 정밀한 위치 정렬 작업을 가능하게 제공하는 것이다.

도 1은 종래 마스크 방식의 상하 노광부 정렬 구조를 보여주는 개념도.

도 2는 종래 마스크 리스 방식의 상하 노광 엔진 정렬 구조를 보여주는 개념도.

도 3은 본 발명의 상하 노광 엔진 정렬 구조의 일 실시 예를 보여주는 개념도.

도 4는 본 발명의 상하 노광 엔진 정렬 구조의 다른 실시 예를 보여주는 개념도.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

5, 5': 상 하부 노광 엔진

6, 6': 상 하부 레이저

41, 41',42, 42': 미러

10: 프리즘 광학계

20: CCD 카메라

30: 오차 측정 및 제어기

Claims

마스크 리스 방식을 이용한 레이저 디렉트 이미징 시스템에서 PCB의 상, 하부 동시 노광을 위해 상, 하부 레이저의 빔을 상, 하부 노광 엔진의 픽셀 단위별로 분배 조사하여 일치되게 위치 정렬하는 방법에 있어서,

상, 하부 노광 엔진 사이에서 상, 하부 노광 엔진에서 픽셀 단위별도 분배 조사되는 레이저 빔 픽셀을 단일의 프리즘 광학계에 의해 수평 방향으로 동일하게 방향 전환하여 함께 반사시킨 후, 함께 반사된 상, 하부 레이저 빔 픽셀을 단일의 CCD 카메라에 동시에 집광시켜서 상, 하부 노광 엔진의 위치 오차를 측정하여 위치 정렬하도록 한 것을 특징으로 하는 레이저 디렉트 이미징 시스템용 상 하부 노광 엔진의 위치정렬방법.
마스크 리스 방식을 이용한 레이저 디렉트 이미징 시스템에서 PCB의 상, 하부 동시 노광을 위해 상, 하부 레이저의 빔을 상, 하부 노광 엔진의 픽셀 단위별로 분배 조사하여 일치되게 위치 정렬하는 방법에 있어서,

상, 하부 노광 엔진 사이에서 상, 하부 노광 엔진에서 픽셀 단위별도 분배 조사되는 레이저 빔 픽셀을 각각 1, 2차 미러에 의해 수평 및 수직으로 대향 되게 방향 전환하여 위치 이동시키고 일측 단일의 프리즘 광학계에 의해 수평 방향으로 동일하게 방향 전환하여 함께 반사시킨 후, 함께 반사된 상, 하부 레이저 빔 픽셀 을 단일의 CCD 카메라에 동시에 집광시켜서 상, 하부 노광 엔진의 위치 오차를 측정하여 위치 정렬하도록 한 것을 특징으로 하는 레이저 디렉트 이미징 시스템용 상 하부 노광 엔진의 위치정렬방법.
마스크 리스 방식을 이용한 레이저 디렉트 이미징 시스템에서 PCB의 상, 하부 동시 노광을 위해 상, 하부 레이저(6)(6')의 빔을 상 하부 노광 엔진(5)(5')의 픽셀 단위별로 분배 조사하여 일치되게 위치 정렬하기 위한 장치에 있어서,

상기 상, 하부 노광 엔진(5)(5') 사이에서 상, 하부 노광 엔진에서 픽셀 단위별로 분배 조사되는 레이저 빔 픽셀을 수평 방향으로 동일하게 방향 전환하여 함께 반사시키는 단일의 프리즘 광학계(10)와,

상기 프리즘 광학계에 의해 함께 반사되는 상 하부 레이저 빔 픽셀을 동시에 집광시켜 투영하는 단일의 CCD 카메라(20) 및, 상기 단일의 CCD 카메라에 동시에 집광 된 상, 하부 레이저 빔 픽셀과 기준 좌표계의 위치 오차를 측정하여 위치 오차만큼 모션 제어하여 상 하부 노광 엔진을 위치 정렬하는 오차 측정 및 제어기(30)로 이루어진 것을 특징으로 하는 레이저 디렉트 이미징 시스템용 상 하부 노광 엔진의 위치정렬장치.
마스크 리스 방식을 이용한 레이저 디렉트 이미징 시스템에서 PCB의 상, 하 부 동시 노광을 위해 상, 하부 레이저(6)(6')의 빔을 상 하부 노광 엔진(5)(5')의 픽셀 단위별로 분배 조사하여 일치되게 위치 정렬하기 위한 장치에 있어서,

상기 상, 하부 노광 엔진(5)(5') 사이에서 상, 하부 노광 엔진에서 픽셀 단위별로 분배 조사되는 레이저 빔 픽셀을 각각 수평 및 수직으로 대향 되게 90도 방향 전환시켜 위치 이동하도록 반사하는 1, 2차 미러(41, 41')(42, 42')와,

상기 1, 2차 미러에 의해 각각 대향 되게 반사되는 상 하부 노광 엔진(5)(5')의 레이저 빔 픽셀을 수평 방향으로 동일하게 방향 전환하여 함께 반사시키는 단일의 프리즘 광학계(10)와,

상기 프리즘 광학계에 의해 함께 반사되는 상 하부 레이저 빔 픽셀을 동시에 집광시켜 투영하는 단일의 CCD 카메라(20) 및, 상기 단일의 CCD 카메라에 동시에 집광 된 상, 하부 레이저 빔 픽셀과 기준 좌표계의 위치 오차를 측정하여 위치 오차만큼 모션 제어하여 상 하부 노광 엔진을 위치 정렬하는 오차 측정 및 제어기(30)로 이루어진 것을 특징으로 하는 레이저 디렉트 이미징 시스템용 상 하부 노광 엔진의 위치정렬장치.