KR100951782B1 - 패턴 형성장치 및 패턴 형성방법 - Google Patents

패턴 형성장치 및 패턴 형성방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 집속된 광자 빔 에너지를 이용하여 기판 표면에 패턴을 형성하는 장치에 관한 것으로서, 레이저를 이용하여, 반도체 기판, 평판디스플레이 기판, PCB 기판, 전자 소자, 금속공구물, 의료용 기구, 바이오 소자 등에 그루브(홈) 또는 도트(점)와 같은 정밀 패턴을 형성하는 장치에 관한 것이다. 본 발명의 패턴 형성 장치는 레이저빔이 외부로 발진되도록 구성된 레이저 발생장치와, 레이저 발생장치로부터 발생된 레이저빔을 기판 표면에 입사시키기 위해 레이저빔의 경로와 초점을 조절하는 광학수단과, 상기 레이저 발생장치와 상기 광학수단을 지지하는 수평지지대와, 상기 수평지지대를 회동시키는 회전수단과, 상기 기판을 로딩하여 고정시키는 기판안착부와, 상기 기판안착부를 이동시키는 기판이송수단과, 상기 기판이송수단의 이동 제어, 상기 레이저 발생장치의 발진 제어, 상기 수평지지대 회전수단의 회동을 제어하고, 상기 기판에 가공될 패턴의 종류에 따라서 미리 지정된 프로그램에 의하여 상기 레이저빔을 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
레이저, 기판, 패턴 형성, 회전, 광학수단

Description

패턴 형성장치 및 패턴 형성방법 {Pattern Forming Device and Pattern Forming Method}
본 발명은 집속된 광자 빔 에너지를 이용하여 기판 표면에 패턴을 형성하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 레이저를 이용하여 반도체 기판, 평판 디스플레이 기판, PCB 기판, 전자 소자, 금속공구물, 의료용 기구, 바이오 소자 등에 그루브(홈) 또는 도트(점)와 같은 정밀 패턴을 형성하는 장치에 관한 것이다. 또한, 저가로 패턴 형성장치를 구현하고 대량 생산에 적합하도록 석재 프레임을 사용하지 않고 회전축 상의 수평지지대에 설치된 레이저 발생장치와 광학수단을 회동시키면서 기판을 일방향으로 이송시켜 패턴을 형성하는 패턴 형성장치 및 패턴 형성방법에 관한 것이다.
광자 에너지가 집속된 레이저는 가공 분야에서 다양하게 활용되고 있다. 레이저를 이용한 패턴 형성 장치는 미리 정의된 패턴으로 레이저 에너지를 조사시켜 기판 표면을 용융 또는 용해시켜 패턴을 형성하는 장치이다.
LCD는 자체 발광을 하지 않는 수동 소자이므로 화면 전체를 균일한 밝기로 유지해 주는 면광원 형태의 백라이트 유닛이 필요하다. 이러한 백라이트 유닛을 구 성하는 부품 중에서 도광판은 광원으로부터 방사된 광을 액정패널로 균일한 밝기로 안내하는 기능을 하는 것으로서, 도광판 내부로 입사된 광을 도광판의 외부로 출사시키기 위해 난반사를 일으키는 반사 도트 패턴이 형성되어 있다.
도광판과 같은 기판에 반사 도트 패턴을 형성시키기 위한 방법 중에서 레이저빔을 이용한 패턴 형성장치는 패널의 대형화에 따라 빠르게 대응할 수 있고 화공 약품을 사용하지 않는 등 친환경적인 가공 방법이어서 최근 패턴 형성장치에서 그 채택이 늘고 있는 유망한 기술이다.
레이저를 이용한 패턴 형성장치는 일반적으로 레이저 발생장치, 상기 레이저 발생장치로부터 기판에 입사시키기 위해 레이저 빔의 경로를 형성하고 초점을 조절하는 광학수단 및 상기 기판을 이동시키는 이송수단으로 구성된다.
도 1은 종래의 레이저 발생장치를 이용한 도광판 패턴 형성장치로서 생산성을 높이기 위하여 2개의 레이저 발생장치로 구성된 듀얼 타입 패턴 형성장치의 구체적인 구성도이다.
도 1에서와 같이, 듀얼 타입 패턴 형성장치 구성은, 진동 발생을 억제하고 온도 변화에 따라 열팽창이 적은 석재로 만들어진 정반(10)을 설치하고, 상기 정반(10) 상에 가공될 기판(40)이 안착되는 테이블(30)이 설치되고, 상기 정반(10)과 테이블 사이에는 리니어모터(미도시), 리니어 가이드(80) 및 스케일(미도시)로 구성되는 스테이지가 설치되어 상기 테이블(30)을 Y-방향으로 이송시킨다.
그리고, 상기 정반(10) 상에 마찬가지로 석재로 만들어진 프레임(20)이 설치되고, 상기 프레임에는 쌍으로 구성된 레이저 발생장치(50), 광경로를 형성시키기 위한 반사경(90), 반사경(60)과 초점렌즈(100)로 구성된 레이저 헤드 및 상기 레이저 헤드를 X-방향으로 이송시키기 위한 이송수단으로서 리니어 모터(110) 및 리니어 가이드(70)가 설치된다.
이러한 종래의 패턴 형성장치는, 상기 레이저 헤드를 좌우 X-방향으로 왕복 이동시키면서 레이저 빔을 기판(40)에 조사하는데, 좌우의 일방향으로 1회 조사 후에, 상기 스테이지를 Y-방향으로 1피치 전진시키고 다시 상기 레이저 헤드를 앞서의 주사 방향과 반대로 직선 이동시키면서 레이저 빔을 조사하는 과정을 반복하게 된다.
이 경우, 레이저 헤드가 이동하면서 감가속이 발생하고 이에 따라서 관성에 의하여 레이저 헤드가 부착된 프레임(20)이 흔들리게 될 뿐만 아니라 온도 변화에 따라 리니어 가이드 등의 이송수단이 오차를 발생시켜 기판(40)에 형성되는 패턴에 오차가 발생하게 된다. 이러한 진동과 열팽창을 극소화하기 위하여 종래 기술에서는 중량이 나가면서 열팽창이 적은 석재를 사용하여 상기 정반(10)과 프레임(20)을 구성하게 된다.
따라서 패턴 형성장치 자체가 육중하고 설치 및 이동이 어려우며 장비 가격이 비싸고 대량 생산이 용이하지 않았다.
그리고, 복수의 반사경을 사용하여 광 경로를 형성하기 때문에 경로에 따른 레이저 파워의 손실이 발생함과 더불어, 기판이 광폭화 되면서 레이저 헤드(60, 100)의 이동거리가 증가하여 기판 표면에 도달하는 레이저의 파워가 위치에 따라 달라져 균일한 패턴을 형성하는 데 문제점이 있었다.
또한, 종래에는 생산성을 높이기 위하여 레이저 발생장치와 광학수단을 쌍으로 형성하는 듀얼 타입을 사용하였으나, 이 경우 테이블을 공유하기 때문에 한 쪽이 고장을 일으킬 경우에 수리를 위해서는 장비 전체를 정지시켜야 하므로 생산성이 크게 향상되지 않는 문제점이 있고, 패널 사이즈가 커짐에 따라서 이에 대응하기 위하여 장치가 커지면서 효율적인 작업공간 및 설치공간 확보가 어려웠다.
상기한 종래 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 레이저의 경로 손실을 최소화 하고 균일한 조사 파워를 얻으며, 대량 생산에 적합하도록 석재 재질의 프레임을 제거함으로써 패턴 형성장치를 단순하게 경량화시켜 저렴하면서 설치가 용이한 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 공간의 효율성을 위하여 레이저 발생장치 및 광학수단을 지지하는 수평지지대를 회동시키면서 기판을 일 방향으로 이송시켜 패턴을 형성함으로써 패턴형성 공정 수행 공간을 최소화하면서도 라인화가 가능하여 생산성을 향상시키는 데 또 다른 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 패턴 형성장치 구성은, 미리 정의된 패턴으로 레이저를 입사하여 기판 표면을 광용해시켜 패턴을 형성하는 장치에 있어서, 레이저빔이 외부로 발진되도록 구성된 레이저 발생장치와, 상기 레이저 발생장치로부터 발생된 상기 레이저빔을 상기 기판 표면에 조사시키기 위해 상기 레이저빔의 경로와 초점을 조절하는 광학수단과, 상기 레이저 발생장치와 상기 광학수단을 지지하는 수평지지대와, 상기 수평지지대를 회동시키는 회전수단과, 상기 기판을 로딩하여 고정시키는 기판안착부와, 상기 기판안착부를 이동시키는 기판이송수단과, 상기 기판이송수단의 이동 제어, 상기 레이저 발생장치의 발진 제어, 상기 수평지지대 회전수단의 회동을 제어하고, 상기 기판에 가공될 패턴의 종류에 따라서 미리 지정된 프로그램에 의하여 상기 레이저빔을 조절하는 제어부를 포함하되, 상기 레이저 발생장치는 상기 수평지지대에 고정 설치되어 회전하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전수단의 회전축을 중심으로 상기 수평지지대 양쪽에 상기 레이저 발생장치와 광학수단을 복수로 설치하여 복수개의 기판에 동시에 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 수평지지대를 회전시키면서 상기 레이저빔을 조사하여 패턴을 형성하고, 상기 광학수단이 상기 기판의 가로 폭 끝에 도달하면 상기 기판 이송수단을 기판의 세로 폭 방향으로 패턴의 한 피치만큼 이동시키어 패턴을 형성하는 과정을 반복적으로 제어하는 것을 특징으로 한다.
한편, 레이저 빔을 이용하여 기판에 패턴을 형성하는 방법에 있어서, 제어부에 도트 패턴 프로그램을 입력하는 단계(S310)와, 상기 기판을 기판안착부에 로딩하는 단계(S320)와, 레이저 발생장치와 광학수단이 설치된 수평지지대를 회전시키면서 상기 프로그램에 의하여 정의된 패턴 형태로 레이저를 조사하는 단계(S330)와, 상기 광학수단이 기판 가로 폭의 일측 끝에 도달하였을 때 기판이송수단을 패턴의 피치만큼 일 방향으로 전진 이송하는 단계(S340)와, 상기 기판을 한 피치 이 송하면서 상기 수평지지대를 회전시켜 시작점에 오면 다시 상기 레이저빔을 조사하는 과정을 반복하는 단계(S350)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제어부에 도트 패턴 프로그램을 입력하는 단계(S410)와, 상기 기판을 기판안착부에 로딩하는 단계(S420)와, 레이저 발생장치와 광학수단이 설치된 수평지지대를 회전시키면서 상기 프로그램에 의하여 정의된 패턴 형태로 레이저를 조사하는 단계(S430)와, 상기 광학수단이 기판 가로 폭의 일측 끝에 도달하였을 때 상기 수평지지대의 회전을 종료하는 단계(S440)와, 기판이송수단을 패턴의 피치만큼 일 방향으로 전진 이송하는 단계(S450)와, 상기 기판을 한 피치 이송 후 상기 수평지지대를 상기 S430 단계에서의 회전 역방향으로 회전시키면서 상기 기판 가로 폭의 타측 끝에 도달할 때까지 상기 기판 표면에 레이저를 조사하는 단계(S460) 및 상기 기판의 세로 폭의 타측 끝에 도달할 때까지 피치 이송과 회전 조사를 반복하는 단계(S470)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 실시 예와 같이, 레이저의 경로 손실을 최소화 하고 균일한 조사 파워를 얻으며, 석재 프레임을 사용하지 않고 회전축상의 수평지지대에 레이저 발생장치와 광학수단을 설치하여 정역 회전시키면서 기판을 한쪽 방향으로 이송시켜 패턴을 형성하도록 하게 되면, 저가로 패턴 형성장치를 제공할 수 있고 대량 생산에 적합한 패턴 형성장치를 구현할 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 패턴 형성장치의 구체적인 실 시 예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 패턴 형성장치의 동작 구성도, 도 3은 본 발명에 따른 패턴 형성을 위한 레이저빔 패턴의 조사 순서도, 도 4는 본 발명에 따른 또 다른 실시 예로서 듀얼 타입의 패턴 형성장치의 구성사시도, 도 5는 본 발명에 따른 패턴 형성방법의 단계 흐름도이다.
이하, 본 발명에 따른 다양한 패턴 형성장치의 실시 예 구성에 대하여 먼저 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 패턴 형성장치는, 레이저빔이 외부로 발진되도록 구성된 레이저 발생장치(230)를 회전축(260) 상의 수평지지대(250) 위에 설치하고, 상기 레이저 발생장치(230)로부터 발생된 상기 레이저빔을 기판(220) 표면에 입사시키기 위해 상기 레이저빔의 경로와 초점을 조절하는 광학수단(240)을 상기 수평지지대(250)의 일측 끝에 설치하고 있다. 그리고, 상기 광학수단(240)은 반사경(240a)과 초점렌즈(240b)를 포함하도록 구성한다.
또한, 상기 패턴 형성장치는, 정반(200) 상면에 기판(220)을 안착시키는 기판안착부(210)를 설치하고 상기 정반(200)과 기판안착부(210) 사이에는 리니어 모터(미도시), 스케일(미도시) 및 가이드 레일(270)로 구성되는 기판이송수단과 상기 회전축(260)을 일정 반경으로 회전시키는 회전모터(미도시)를 포함한 회전수단으로 구성한다.
여기에서, 상기 레이저 발생장치(230)는 기판(220)의 재질에 따라 레이저 빔의 에너지를 흡수하여 기판 표면을 용융 또는 용해시키기에 적절한 파장을 갖는 레 이저를 적절히 선택할 수 있다.
적외선(IR) 및 자외선(UV) 레이저에서 선택할 수 있는 레이저들은 펄스 발진형 또는 연속파형의 가스 레이저들 및 고상 레이저들을 포함한다. 가스 레이저의 예들은 CO2 레이저, 엑시머 레이저, Ar 레이저, Kr 레이저 등을 포함한다.
고상 레이저들의 예들은 YAG 레이저, YVO4 레이저, YLF 레이저, YAlO3 레이저, 유리 레이저, 루비 레이저, 알렉산드리트 레이저, Ti:사파이어 레이저, Y2O3 레이저 등을 포함한다. 여기에서, 고상 레이저는 Cr, Nd, Er, Ho, Ce, Co, Ti, Yb 또는 Tm으로 도핑된 YAG, YVO4, YLF, YAlO3 등의 결정들을 이용할 수 있다. 이러한 레이저들은 1㎛ 파장대역의 기본파를 가지는 레이저빔을 제공하게 된다. 바람직하게는 펄스 발진형 CO2 레이저를 선택하여 사용한다.
한편, 상기 광학수단(240)은 상기 레이저 발생장치(230)로부터 발진되는 레이저빔을 반사하는 반사거울(240a)과, 상기 반사된 레이저빔의 초점을 조절하는 초점렌즈(240b)로 구성한다. 그리고, 상기 반사거울(240a)은 레이저빔의 경로를 변경하는 수단으로서 입사각과 반사각을 적절히 조절하여 레이저빔을 기판(220) 표면에 도달하도록 상기 수평지지대(250)의 일측 끝에 설치한다.
또한, 상기 초점렌즈(240b)는 상기 수평지지대(250) 일측 끝의 상기 반사거울(240a) 직하부에 설치되어 기판(220) 표면에 레이저빔 초점을 형성하여 빔 에너지를 집속시키는 수단으로서 초점 거리를 조절하기 위해 초점렌즈(240b)를 이동시 키는 초점조절부재를 부가하는 것이 바람직하다.
상기 정반(200)은 기판안착부(210), 기판이송수단 및 수평지지대(250) 및 회전수단이 설치되는 지지 판재로서 열팽창이 적으며 진동을 억제하기 위해 무거운 석재를 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 기판안착부(210)는 기판(220)을 로딩하여 안착시키는 테이블로서 기판(220)을 고정하기 위하여 다수의 진공흡입 구멍을 형성하고 기판(220)을 정렬시키기 위하여 정렬기구를 형성하도록 함이 바람직하다.
상기 기판이송수단은 상기 기판안착부(210)를 X-축 방향으로 전진 이동시키는 이송수단으로서 정반(200)과 기판안착부(210) 사이에 설치되며, 스텝 모터, 리니어 모터 또는 볼스크류 구동모터 등의 구동수단(미도시), 수평 가이드레일(270) 등의 안내수단을 구비하고, 이송 방향을 따라 다수의 격자가 형성되는 스케일(미도시) 및 스케일에 형성되는 격자를 감지하여 이송 속도 및 이송 거리를 감지하는 감지센서(미도시)를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 레이저 발생장치(230)와 광학수단(240)이 설치된 상기 수평지지대(250)를 회동시키는 회전수단은, 일방향 360°회전, 또는 정회전 및 역회전이 가능한 회전모터(미도시)와 회전모터의 회전력을 상기 회전축(260)에 전달하는 회전력 전달수단(미도시)과 회전 속도 및 회전 각도를 감지하는 회전 감지센서(미도시)를 포함하여 구성된다.
한편, 도시하지는 않았지만, 본 발명에 따른 기판 패턴 형성장치는 상기 기판 이송수단의 이동을 제어하고, 상기 레이저 발생장치(230)의 발진을 제어하며, 상기 수평지지대(250) 회전수단의 회동을 제어하고, 상기 기판(220)에 가공될 패턴의 종류에 따라서 미리 지정된 프로그램에 의하여 상기 레이저빔을 조절하는 제어부를 포함한다.
도 4는 도 2를 참조하여 설명한 본 발명에 따른 기판 패턴 형성장치 구성을 중앙 회전축(260)을 중심으로 대칭되게 상기 수평지지대(250)에 레이저 발생장치(230) 및 광학수단(240)을 한 쌍으로 구비한 듀얼 타입의 패턴 형성장치를 도시하고 있다. 전술한 구성 및 동작 설명과 중복되는 바, 이의 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3은 수평지지대(250)의 회동과 기판 이송수단의 이동을 제어하면서 레이저 빔을 조사하여 패턴을 형성하는 순서를 예시한 것이다.
본 발명에 따른 패턴 조사 방식에 대하여 간단하게 설명하면, 제어부에 미리 정의된 도트 패턴 등의 프로그램을 입력하고, 기판(220)을 기판안착부(210)에 로딩한 후, 레이저 발생장치(230)와 광학수단(240)이 설치된 수평지지대(250)를 기판(220) 가로 폭의 반경으로 정회전 및 역회전 시키면서 상기 프로그램에 의하여 정의된 패턴형태로 레이저를 조사한다.
도 3 윗 도면은 상기 광학수단이 설치된 상기 수평지지대를 일방향으로 360°회전하면서 레이저빔을 조사하는 것을 도시한 것으로서, 시작점에서 상기 기판(220) 폭의 타방 끝에 도달하면 기판이송수단을 한 피치 이동하면서 상기 수평지지대를 360°회전하여 시작점에 오면 다시 레이저빔을 조사하는 과정을 반복한다.
이때, 레이저빔 파워의 안정화를 유지하기 위하여 상기 기판(220) 밖의 회전 반경에 레이저 흡수제(absorber)를 설치할 경우 대기상태(stanby)나 동작상태(operation)의 레이저 펄스를 계속 유지할 수 있다.
도 3 아래 도면은 패턴 형성방법의 또 다른 실시 예로 기판(220)의 피치 이송과 수평지지대(250)의 정/역회전을 기판(220)의 세로 폭의 타측 끝에 도달할 때까지 반복하면서 레이저 빔을 기판(220)에 조사하면 하나의 기판(220)에 패턴 형성이 완료된다.
이 경우, 상기 수평지지대(250)의 회전각 및 회전속도와 상기 기판이송수단 이동거리 및 이동속도를 조절하고 레이저의 펄스 폭과 파워를 조정하여 다양한 형태의 기판(220) 패턴 설계가 가능하다.
상기한 본 발명에 따른 패턴 형성장치는 반도체, 평판 디스플레이, PCB 기판, 전자 소자, 금속공구물, 의료용 기구, 바이오 소자 등의 정밀 패턴 형성 공정에 이용될 수 있다.
이하, 상기한 특징을 갖는 패턴 형성장치를 사용하여 기판(220)에 패턴을 형성하는 방법의 일 실시 예에 대하여 도 5 를 참조하여 설명한다. 이는 상기 설명된 도 3 윗 도면에 해당하는 패턴 형성 방법으로 수평지지대의 일방향 360°회전에 따른 것이다.
먼저, 제어부에 도트 패턴 프로그램을 입력(S310)한다. 이어서, 상기 기판(220)을 기판안착부(210)에 로딩(S320)하고, 레이저 발생장치(230)와 광학수단(240)이 설치된 수평지지대(250)를 회전시키면서 상기 프로그램에 의하여 정의된 패턴 형태로 레이저를 조사(S330)하며, 상기 광학수단(240)이 상기 기판(220) 가로 폭의 일측 끝에 도달하였을 때 기판 이송수단을 패턴의 피치만큼 일 방향으로 전진 이송(S340) 하면서 상기 수평지지대를 회전시켜 시작점에 오면 다시 상기 레이저빔을 조사하는 과정을 반복(S350)하여 상기 기판(220)에 패턴을 형성할 수 있게 된다.
도 6은, 기판(220)에 패턴을 형성하는 방법의 또 다른 일 실시 예에 대하여 도시하고 있다. 이는 상기 설명된 도 3 아래 도면에 해당하는 패턴 형성 방법으로 수평지지대(250)의 정역방향 반복 회전에 따른 것이다. S410 내지 S430 단계는 전술한 S310 내지 S330 단계와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 여기에서 동일 공정이면서 공정 식별 번호가 달리 기재되어 있으나 이는 본 발명에 따른 기판 패턴 형성방법의 실시 예 구분 설명에 따른 것일 뿐 별개의 공정을 나타내기 위한 것은 아니다.
도 6을 참조하여 설명하면, 상기 광학수단(240)이 기판(220) 가로 폭의 일측 끝에 도달하였을 때 상기 수평지지대(250)의 회전을 종료하는 단계(S440)와, 기판이송수단을 패턴의 피치만큼 일 방향으로 전진 이송하는 단계(S450)와, 상기 기판(220)을 한 피치 이송 후 상기 수평지지대(250)를 상기 S430 단계에서의 회전 역방향으로 회전시키면서 상기 기판(220) 가로 폭의 타측 끝에 도달할 때까지 상기 기판(220) 표면에 레이저를 조사하는 단계(S460) 및 상기 기판(220)의 세로 폭의 타측 끝에 도달할 때까지 피치 이송과 회전 조사를 반복하는 단계(S470)를 포함하여 기판(220) 패턴 형성방법을 구성하고 있다.
한편, 도 4와 같은 양팔이 형상인 듀얼 타입의 패턴 형성 장치에서는, 상기 설명된 도 2의 외팔이 타입 구조에 있어서 1 개인 레이저 발생장치(230)를 회전축(260) 중심 대칭 구조로 2개를 설치하며, 제어부에 이를 제어할 수 있는 도트 패턴 프로그램을 입력하게 하고, 상기 기판(220)을 정반(200) 상면 양쪽 기판안착부(210)에 로딩하는 구조 및 공정 과정에서만 차이가 있을 뿐, 패턴 형성장치에서 나머지 동일한 구조의 역할은 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이상에서와 같이, 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위하여 바람직한 실시 예 및 도면을 참조하여 설명하고 도시하였지만 본 발명은 여기에서 설명된 구성 및 작용에만 국한되지 않으며, 기술적 사상의 범주 일탈 없이 본 발명에 대하여 다수의 변경 및 수정이 가능함을 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에는 자명하다 할 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등 영역도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야만 할 것이다.
도 1은 종래의 패턴 형성장치 사시도
도 2는 본 발명에 따른 패턴 형성장치의 일 실시 예 동작 구성도
도 3은 본 발명에 따른 패턴 형성을 위한 레이저 빔 패턴의 조사 순서도
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예인 듀얼 타입의 패턴 형성 장치의 구성 사시도
도 5는 본 발명에 따른 패턴 형성방법의 일 실시 예 단계 흐름도
도 6은 본 발명에 따른 패턴 형성방법의 또 다른 실시 예 단계 흐름도
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
200: 정반 210: 기판안착부
220: 기판 230: 레이저 발생장치
240: 광학수단 250: 수평지지대
260: 회전축 270: 가이드레일

Claims (5)

  1. 미리 정의된 패턴으로 레이저 에너지를 입사하여 기판 표면을 광용해시켜 패턴을 형성하는 장치에 있어서,
    레이저빔이 외부로 발진되도록 구성된 레이저 발생장치와;
    상기 레이저 발생장치로부터 발생된 상기 레이저빔을 상기 기판 표면에 입사시키기 위해 상기 레이저빔의 경로와 초점을 조절하는 광학수단과;
    상기 레이저 발생장치와 상기 광학수단을 지지하는 수평지지대와;
    상기 수평지지대를 회전시키는 회전수단과;
    상기 기판을 로딩하여 고정시키는 기판안착부와;
    상기 기판안착부를 이송시키는 기판이송수단; 및
    상기 기판이송수단의 이동 제어, 상기 레이저 발생장치의 발진 제어, 상기 수평지지대 회전수단의 회전을 제어하고, 상기 기판에 가공될 패턴의 종류에 따라서 미리 지정된 프로그램에 의하여 상기 레이저빔을 조절하는 제어부;를 포함하되,
    상기 레이저 발생장치는 상기 수평지지대에 고정 설치되어 회전하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성장치
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 회전수단의 회전축을 중심으로 상기 수평지지대 양쪽에 상기 레이저 발생장치와 광학수단을 복수로 설치하여 복수개의 기판에 동시에 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성장치
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 수평지지대를 회전시키면서 상기 레이저빔을 조사하여 패턴을 형성하고, 상기 광학수단이 상기 기판의 가로 폭 끝에 도달하면 상기 기판 이송수단을 기판의 세로 폭 방향으로 패턴의 한 피치만큼 이동시키어 패턴을 형성하는 과정을 반복적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성장치
  4. 레이저 빔을 이용하여 기판에 패턴을 형성하는 방법에 있어서,
    제어부에 도트 패턴 프로그램을 입력하는 단계(S310)와;
    상기 기판을 기판안착부에 로딩하는 단계(S320)와;
    레이저 발생장치와 광학수단이 설치된 수평지지대를 회전시키면서 상기 프로그램에 의하여 정의된 패턴 형태로 레이저를 조사하는 단계(S330)와;
    상기 광학수단이 기판 가로 폭의 일측 끝에 도달하였을 때 기판이송수단을 패턴의 피치만큼 일 방향으로 전진 이송하는 단계(S340)와;
    상기 기판을 한 피치 이송하면서 상기 수평지지대를 회전시켜 시작점에 오면 다시 상기 레이저빔을 조사하는 과정을 반복하는 단계(S350);를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판에 패턴을 형성하는 방법
  5. 레이저 빔을 이용하여 기판에 패턴을 형성하는 방법에 있어서,
    제어부에 도트 패턴 프로그램을 입력하는 단계(S410)와;
    상기 기판을 기판안착부에 로딩하는 단계(S420)와;
    레이저 발생장치와 광학수단이 설치된 수평지지대를 회전시키면서 상기 프로그램에 의하여 정의된 패턴 형태로 레이저를 조사하는 단계(S430)와;
    상기 광학수단이 기판 가로 폭의 일측 끝에 도달하였을 때 상기 수평지지대의 회전을 종료하는 단계(S440)와;
    기판이송수단을 패턴의 피치만큼 일 방향으로 전진 이송하는 단계(S450)와;
    상기 기판을 한 피치 이송 후 상기 수평지지대를 상기 S430 단계에서의 회전 역방향으로 회전시키면서 상기 기판 가로 폭의 타측 끝에 도달할 때까지 상기 기판 표면에 레이저를 조사하는 단계(S460); 및
    상기 기판의 세로 폭의 타측 끝에 도달할 때까지 피치 이송과 회전 조사를 반복하는 단계(S470);를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판에 패턴을 형성하는 방법
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100985017B1 (ko) 2010-05-14 2010-10-04 주식회사 엘앤피아너스 기판 가공 장치
CN105700299A (zh) * 2016-03-09 2016-06-22 深圳盟星科技有限公司 双面曝光的装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006032926A (ja) * 2004-06-16 2006-02-02 Semiconductor Energy Lab Co Ltd レーザ処理装置、レーザ照射方法、及び半導体装置の作製方法
KR100641716B1 (ko) 2005-02-16 2006-11-10 토파즈엘시디 주식회사 레이저를 이용한 도광판 제조방법
KR20080046095A (ko) * 2006-11-21 2008-05-26 제록스 코포레이션 다중 스테이션 스캔 변위 불변 레이저 제거 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006032926A (ja) * 2004-06-16 2006-02-02 Semiconductor Energy Lab Co Ltd レーザ処理装置、レーザ照射方法、及び半導体装置の作製方法
KR100641716B1 (ko) 2005-02-16 2006-11-10 토파즈엘시디 주식회사 레이저를 이용한 도광판 제조방법
KR20080046095A (ko) * 2006-11-21 2008-05-26 제록스 코포레이션 다중 스테이션 스캔 변위 불변 레이저 제거 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100985017B1 (ko) 2010-05-14 2010-10-04 주식회사 엘앤피아너스 기판 가공 장치
CN105700299A (zh) * 2016-03-09 2016-06-22 深圳盟星科技有限公司 双面曝光的装置

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