KR100995392B1

KR100995392B1 - Marking apparatus having digital micromirror device

Info

Publication number: KR100995392B1
Application number: KR20090007064A
Authority: KR
Inventors: 민성욱; 도상회
Original assignee: (주)하드램
Priority date: 2009-01-29
Filing date: 2009-01-29
Publication date: 2010-11-19
Also published as: KR20100087974A

Abstract

본 발명은 디지털 마이크로미러 디바이스를 구비한 마킹 장치에 관한 것으로, 마킹될 기판이 안착되는 공간을 제공하는 스테이지; 광을 발생시키는 광원 유닛; 광원 유닛에서 발생된 광을 패턴 이미지로 변환시키는 디지털 마이크로미러 디바이스와, 광원 유닛에서 출사된 광을 상기 디지털 마이크로미러 디바이스로 유도하는 제1 광학렌즈 유닛; 디지털 마이크로미러 디바이스에서 출사된 패턴 이미지를 기판 상에 조사하기 위한 이미지 전송 광섬유로 이루어진 패턴 전송 유닛; 스테이지의 상부에 배치되며, 제1축 방향으로 연장되어 배치된 제1 가이드와, 제1축 방향과 교차되는 제2축 방향으로 연장되어 배치되며, 제1축 방향으로 이동 가능하게 제1 가이드에 결합된 제2 가이드와, 제2 가이드의 일 측에 소정 반경의 범위에서 회전 가능하게 결합된 패턴 전송 유닛 구동부를 포함하는 구동 유닛을 포함하며, 이미지 전송 광섬유의 일 단부는 패턴 전송 유닛 구동부에 체결되어, 패턴 전송 유닛 구동부와 일체로 구동되는 디지털 마이크로미러 디바이스를 구비한 마킹 장치가 제공된다.The present invention relates to a marking apparatus having a digital micromirror device, comprising: a stage for providing a space in which a substrate to be marked is mounted; A light source unit for generating light; A digital micromirror device for converting light generated in the light source unit into a pattern image, and a first optical lens unit for guiding light emitted from the light source unit to the digital micromirror device; A pattern transmission unit made of an image transmission optical fiber for irradiating a pattern image emitted from the digital micromirror device onto a substrate; The first guide is disposed on the stage and extends in the first axial direction, and extends in the second axial direction crossing the first axial direction. The first guide is movable in the first axial direction. And a driving unit including a combined second guide and a pattern transmission unit driver rotatably coupled to one side of the second guide in a range of a predetermined radius, wherein one end of the image transmission optical fiber is coupled to the pattern transmission unit driver. There is provided a marking apparatus having a digital micromirror device which is integrally driven with a pattern transfer unit driver.

디지털 마이크로미러 디바이스, 이미지 전송 광섬유, 마킹, 발광 다이오드 Digital Micromirror Devices, Image Transmission Fiber Optics, Marking, Light Emitting Diodes

Description

Marking apparatus having digital micromirror device

본 발명은 디지털 마이크로미러 디바이스를 구비한 마킹 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디지털 마이크로미러 디바이스를 통하여 생성된 패턴을 이미지 전송 광섬유를 통하여 조사하여 기판 상에 마킹이 될 수 있도록 구현한 디지털 마이크로미러 디바이스를 구비한 마킹 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a marking apparatus having a digital micromirror device, and more particularly, a digital micromirror implemented to be marked on a substrate by irradiating a pattern generated through the digital micromirror device through an image transmission optical fiber. A marking apparatus with a device.

PDP, 쉐도우 마스크(Shadow Mask), PCB, 컬러 필터, LCD, 반도체 등을 제조하기 위한 메인 노광 공정에 이어서 피가공물 예를 들면, 반도체 웨이퍼, 글라스 등에 웨이퍼를 식별하기 위한 식별자(생산자, 주문자, 판매자, 고유 번호 등)를 마킹을 하는 마킹 공정 즉, 타이틀러 공정이 이루어진다.Main exposure process for manufacturing PDPs, shadow masks, PCBs, color filters, LCDs, semiconductors, etc., followed by identifiers (manufacturers, orderers, sellers) to identify wafers in workpieces such as semiconductor wafers, glass, etc. , A unique number, etc.) is performed, i.e., a titler process.

종래 기술에 따르면, 마킹 공정의 경우에도 메인 노광 공정에서 사용된 포토 리소그라피 공정을 적용할 수 있다. 이러한 포토리소그라피 공정은 특정한 패턴이 레이 아웃된 마스크를 노광함으로써 그 패턴을 웨이퍼 상에 형성하는 일련의 공정으로서, 이러한 포토리소그라피 공정은 포토레지스트의 코팅, 포토 마스크를 이용한 노광 및 노광된 포토레지스트에 대한 현상 등의 공정으로 구성된다. 따라서, 포 토리소그라피 공정을 통해 마킹 공정을 수행하게 되면, 제조 공정이 번거로워, 시간이 오래 걸려 생산성이 떨어지는 등의 문제점이 있었다.According to the prior art, the photolithography process used in the main exposure process can also be applied to the marking process. The photolithography process is a series of processes for forming a pattern on a wafer by exposing a mask having a specific pattern laid out. The photolithography process is performed by coating a photoresist, exposing with a photo mask, and exposing the photoresist. It consists of processes, such as image development. Therefore, when the marking process is carried out through the photolithography process, the manufacturing process is cumbersome, and there is a problem such that productivity is low due to a long time.

이를 보완하기 위하여 레이저를 이용한 레이저 마킹 공정이 등장하였다. 레이저 마킹이란 레이저 빔의 에너지를 열로 전환하여 이용하는 열적인 물질가공의 한 분야로서, 레이저의 높은 에너지 밀도를 이용하여 물체의 표면을 각인 또는 변색시켜 기호, 문자, 도형 등을 기록하는 것을 말한다. 레이저 마킹은 잉크가 필요하지 않아 장시간 지속적으로 적용이 가능하며, 용매가 불필요한 점에서 환경 친화적인 방식이다. 이러한 레이저 마킹 장치 및 방법은 사용목적에 따라 크게 스캐닝형, 마스크형, 혼합형 등으로 구분되는데,이 중에서 스캐닝형은 피가공물에 고밀도의 레이저 광을 조사하고, 이 레이저 광을 스캐닝 미러로 방향을 돌려서 피가공물의 표면상에 레이저 스팟광을 스캐닝하고 빔 스팟이 쪼여진 피가공물 표면의 미소 부분을 레이저 에너지로 순간적으로 개질시키면서 기호, 문자, 도형 등의 원하는 패턴을 묘화하여 마킹하는 기술이다. 마스크형은 피가공물에 마스크를 배치한 후, 마스크 상에 레이저 광을 조사하여 마킹하는 기술이며, 혼합형은 스캐닝 미러와 마스크를 둘 다 사용하는 방식이다. 그러나, 이와 같은 레이저 마킹 방식은 원하는 피가공물의 표면에 패턴을 마킹하기 위하여 레이저 스팟광을 이용하기 때문에, 마킹 시간이 오래 걸리는 문제점이 있었다.In order to compensate for this, a laser marking process using a laser has appeared. Laser marking is a field of thermal material processing that converts energy of a laser beam into heat, and refers to recording symbols, characters, and shapes by marking or discoloring the surface of an object using a high energy density of a laser. Laser marking can be applied continuously for a long time because no ink is required, and it is an environmentally friendly method in that solvent is unnecessary. The laser marking apparatus and method are classified into a scanning type, a mask type, and a mixed type according to the purpose of use. Among them, the scanning type irradiates the workpiece with high density laser light, and turns the laser light to a scanning mirror. It is a technology that scans laser spot light on the surface of a workpiece and draws and marks a desired pattern such as a symbol, a character, or a figure while instantaneously modifying a minute portion of the workpiece surface on which the beam spot is split with laser energy. The mask type is a technique of placing a mask on a workpiece and then marking by irradiating laser light on the mask, and the mixed type is a method of using both a scanning mirror and a mask. However, such a laser marking method uses a laser spot light to mark a pattern on a surface of a desired workpiece, which causes a long marking time.

레이저 스팟광을 이용한 마킹 방식의 문제점을 개선하기 위하여, 디지털 마이크로미러 디바이스를 이용하여 레이저 광을 원하는 패턴 이미지로 변환한 후, 기판 상에 조사하여 마킹하는 장치가 개발되었다. 그러나, 이러한 마킹 장치는 레이 저 광원, 디지털 마이크로미러 디바이스 및 광학계 등으로 구성된 DMD 헤드의 크기가 크고, 무겁기 때문에 이동하는 기판 상에 마킹을 수행하기에는 적합하지 않은 문제점이 있었다. In order to improve the problem of the marking method using laser spot light, an apparatus for converting laser light into a desired pattern image using a digital micromirror device and then irradiating and marking on a substrate has been developed. However, such a marking apparatus has a problem that it is not suitable to perform marking on a moving substrate because the size of the DMD head composed of a laser light source, a digital micromirror device, an optical system, and the like is large and heavy.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이동하는 기판 상에 마킹을 효율적으로 수행하고, 마킹 시간의 단축이 가능한 디지털 마이크로미러 디바이스를 구비한 마킹 장치를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to overcome the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a marking apparatus having a digital micromirror device capable of efficiently performing marking on a moving substrate and shortening the marking time. It is to provide.

본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 마킹될 기판이 안착되는 공간을 제공하는 스테이지; 광을 발생시키는 광원 유닛; 상기 광원 유닛에서 발생된 광을 패턴 이미지로 변환시키는 디지털 마이크로미러 디바이스; 상기 광원 유닛에서 출사된 광을 상기 디지털 마이크로미러 디바이스로 유도하는 제1 광학렌즈 유닛; 상기 디지털 마이크로미러 디바이스에서 출사된 패턴 이미지를 상기 기판 상에 조사하기 위한 이미지 전송 광섬유로 이루어진 패턴 전송 유닛; 상기 스테이지의 상부에 배치되며, 제1축 방향으로 연장되어 배치된 제1 가이드와, 상기 제1축 방향과 교차되는 제2축 방향으로 연장되어 배치되며, 상기 제1축 방향으로 이동 가능하게 상기 제1 가이드에 결합된 제2 가이드와, 상기 제2 가이드의 일 측에 소정 반경의 범위에서 회전 가능하게 결합된 패턴 전송 유닛 구동부를 포함하는 구동 유닛을 포함하 며, 상기 이미지 전송 광섬유의 일 단부는 상기 패턴 전송 유닛 구동부에 체결되어, 상기 패턴 전송 유닛 구동부와 일체로 구동되는 것을 특징으로 하는 디지털 마이크로미러 디바이스를 구비한 마킹 장치가 제공된다.According to an exemplary embodiment of the present invention, there is provided an apparatus, comprising: a stage providing a space in which a substrate to be marked is mounted; A light source unit for generating light; A digital micromirror device for converting light generated by the light source unit into a pattern image; A first optical lens unit for guiding light emitted from the light source unit to the digital micromirror device; A pattern transmission unit made of an image transmission optical fiber for irradiating the pattern image emitted from the digital micromirror device on the substrate; A first guide disposed in an upper portion of the stage, extending in a first axial direction, extending in a second axial direction intersecting the first axial direction, and movable in the first axial direction; And a driving unit including a second guide coupled to a first guide, and a pattern transmission unit driving unit rotatably coupled to one side of the second guide in a range of a predetermined radius, and one end of the image transmission optical fiber. Is fastened to the pattern transmission unit driver, and is provided with a marking apparatus having a digital micromirror device, characterized in that it is integrally driven with the pattern transmission unit driver.

상기 마킹 장치는 상기 스테이지 상에 배치되어, 상기 마킹될 기판의 이동 속도를 측정하는 속도 측정 유닛; 및 패턴 입력 신호에 따라 상기 디지털 마이크로미러 디바이스 구동부를 제어하는 제1 제어부와, 상기 속도 측정 유닛의 출력에 따라 상기 패턴 전송 유닛 구동부의 회전 반경 및 회전 속도를 제어하는 제2 제어부를 포함하는 제어 유닛을 더 포함한다.The marking device is disposed on the stage, the speed measuring unit for measuring the moving speed of the substrate to be marked; And a control unit configured to control the digital micromirror device driver according to a pattern input signal, and a second controller to control a rotation radius and a rotation speed of the pattern transmission unit driver according to an output of the speed measuring unit. It includes more.

상기 마킹 장치는 상기 디지털 마이크로미러 디바이스와 상기 이미지 전송 광섬유의 타 단부 사이에 배치되어, 상기 디지털 마이크로미러 디바이스에서 출사된 패턴 이미지를 상기 이미지 전송 광섬유의 타 단부로 입력되게 초점을 조절하는 제2 광학렌즈 유닛을 더 포함한다.The marking device is disposed between the digital micromirror device and the other end of the image transmission optical fiber, and adjusts the focus to input the pattern image output from the digital micromirror device to the other end of the image transmission optical fiber. It further comprises a lens unit.

상기 광원 유닛은 350nm 내지 360nm 파장 범위의 레이저 광을 발생시키는 레이저 광원을 포함한다.The light source unit includes a laser light source for generating laser light in the wavelength range of 350 nm to 360 nm.

상기 광원 유닛은 자외선 파장 범위 내에서 서로 상이한 파장을 갖는 다수의 발광 다이오드; 및 상기 다수의 발광 다이오드에서 발생된 다수의 광을 반사시켜 상기 제1 광학렌즈 유닛로 입사시키는 반사 미러부로 구성된다.The light source unit includes a plurality of light emitting diodes having wavelengths different from each other within an ultraviolet wavelength range; And a reflecting mirror unit for reflecting a plurality of lights generated by the plurality of light emitting diodes and incident the light into the first optical lens unit.

상기 광원 유닛에서 발생된 광을 복수개로 분할하는 광 분할기를 더 포함하며, 상기 디지털 마이크로미러 디바이스, 제1 광학렌즈 유닛, 패턴 전송 유닛 및 패턴 전송 유닛 구동부 역시 복수개로 구성되며, 상기 광 분할기는 상기 광원 유닛 과 상기 제1 광학렌즈 유닛 사이에 배치된다.The light splitter may further include a light splitter configured to divide the light generated by the light source unit into a plurality. The digital micromirror device, the first optical lens unit, the pattern transmission unit, and the pattern transmission unit driver may also be provided in plurality. The light source unit is disposed between the first optical lens unit.

상기 마킹 장치는 상기 스테이지의 상부 또는 하부에 배치되어, 상기 이미지 전송 광섬유를 통하여 기판 상에 조사된 패턴 이미지를 촬영하는 카메라부; 및 상기 카메라부에서 촬영된 데이터를 기초로 패턴 이미지의 얼라인먼트 여부를 판단하는 얼라인먼트 판단부로 이루어진 얼라인먼트 측정 유닛을 더 포함한다.The marking device may be disposed at an upper portion or a lower portion of the stage, and captures a pattern image irradiated onto a substrate through the image transmission optical fiber; And an alignment measuring unit including an alignment determination unit that determines whether the pattern image is aligned based on the data photographed by the camera unit.

상기 얼라인먼트 판단부의 출력 신호에 따라 상기 제1 제어부는 상기 디지털 마이크로미러 디바이스의 구동을 제어하거나, 또는 상기 제2 제어부는 상기 패턴 전송 유닛 구동부의 구동을 제어한다.According to the output signal of the alignment determination unit, the first control unit controls the driving of the digital micromirror device, or the second control unit controls the driving of the pattern transmission unit driving unit.

본 발명에서와 같이, 광원 유닛, 광학렌즈 유닛 및 디지털 마이크로미러 디바이스 등과 같은 부피가 크고, 무거운 구성요소는 스테이지 상에 배치시키고, 이미지 전송 광섬유와 같이 부피가 작고 가벼운 구성요소를 구동 유닛을 통하여 이동시킴으로써, 마킹 장치가 간소화되고 이동 속도가 빨라지는 효과를 얻을 수 있다. 그 결과, 마킹 소요 시간이 단축되는 효과도 얻을 수 있다.As in the present invention, bulky, heavy components such as light source units, optical lens units, digital micromirror devices, etc. are placed on the stage, and small, light components, such as image transmission optical fibers, are moved through the drive unit. In this way, the marking device can be simplified and the moving speed can be increased. As a result, the marking time can be shortened.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 마이크로미러 디바이스를 구비한 마킹 장치의 개략적인 구성도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 마이크로미러 디바이스를 구비한 마킹 장치의 기능 블록도이다.1 is a schematic configuration diagram of a marking apparatus having a digital micromirror device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a functional block of a marking apparatus having a digital micromirror device according to an embodiment of the present invention. It is also.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 마이크로미러 디바이스를 구비한 마킹 장치는 광원 유닛(100), 제1 광학렌즈 유닛(200), 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD; Digital Micromirror Device)(300), 제2 광학렌즈 유닛(400), 제어 유닛(500), 패턴 전송 유닛(600), 구동 유닛(700), 얼라인먼트 측정 유닛(800), 스테이지(900) 및 속도 측정 유닛(950)을 포함한다.1 and 2, a marking apparatus having a digital micromirror device according to an embodiment of the present invention may include a light source unit 100, a first optical lens unit 200, and a digital micromirror device (DMD). Micromirror Device) 300, the second optical lens unit 400, the control unit 500, the pattern transfer unit 600, the drive unit 700, the alignment measurement unit 800, the stage 900 and the speed measurement unit 950.

도 1에 도시된 마킹 장치의 경우, 광원 유닛(100)으로 레이저 광원부(110)가 사용된다. 레이저 광원부(110)는 350nm 내지 360nm 파장 범위의 레이저 광을 발생시켜 조사한다. 레이저 광원부(110)에서 조사된 레이저 광은 제1 광학렌즈 유닛(200)으로 입사된다. In the marking apparatus shown in FIG. 1, the laser light source unit 110 is used as the light source unit 100. The laser light source unit 110 generates and irradiates laser light in a wavelength range of 350 nm to 360 nm. The laser light irradiated from the laser light source unit 110 is incident on the first optical lens unit 200.

제1 광학렌즈 유닛(200)은 집속 렌즈(210) 및 플라이 아이 렌즈(220)를 포함하며, 집속 렌즈(210)는 레이저 광원부(110)에서 조사된 광을 집속시켜 출사시키며, 플라이 아이 렌즈(220)는 집속 렌즈(210)를 통과한 광을 보다 균일하게 굴절시킨다. 제1 광학렌즈 유닛(200)을 통과한 레이저 광은 디지털 마이크로미러 디바이스(300)로 입사된다.The first optical lens unit 200 includes a focusing lens 210 and a fly's eye lens 220, the focusing lens 210 focuses and emits the light irradiated from the laser light source unit 110, and the fly's eye lens ( 220 refracts the light passing through the focusing lens 210 more uniformly. The laser light passing through the first optical lens unit 200 is incident to the digital micromirror device 300.

디지털 마이크로미러 디바이스(300)는 다수의 픽셀이 매트릭스 형태로 배열되어 제1 광학렌즈 유닛(200)을 통과한 광을 원하는 패턴 이미지로 변환시켜서 반사한다. 디지털 마이크로미러 디바이스(300)는 각 픽셀별로 반사각을 조절할 수 있도록 구성되어, 패턴 입력 신호에 따라 각 픽셀의 반사각을 조절하여 원하는 패턴 이미지로 변환시켜 반사할 수 있게 된다. 디지털 마이크로미러 디바이스(300)의 전체적인 구성 및 각 픽셀의 구성은 이하의 도 3 및 도 4를 참조하여 상술한다. 디지 털 마이크로미러 디바이스(300)를 통하여 반사되는 패턴 이미지는 제2 광학렌즈 유닛(400)으로 입사된다.In the digital micromirror device 300, a plurality of pixels are arranged in a matrix to convert the light passing through the first optical lens unit 200 into a desired pattern image and reflect the light. The digital micromirror device 300 may be configured to adjust a reflection angle for each pixel, and thus may be converted into a desired pattern image and reflected by adjusting a reflection angle of each pixel according to a pattern input signal. The overall configuration of the digital micromirror device 300 and the configuration of each pixel will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4 below. The pattern image reflected through the digital micromirror device 300 is incident on the second optical lens unit 400.

제2 광학렌즈 유닛(400)은 디지털 마이크로미러 디바이스(300)와 패턴 전송 유닛(600)으로 이용되는 이미지 전송 광섬유의 단부 사이에 배치되어, 디지털 마이크로미러 디바이스(300)를 통하여 반사된 패턴 이미지를 이미지 전송 광섬유의 단부로 입력되게 초점을 조절하는 기능을 수행한다. The second optical lens unit 400 is disposed between the digital micromirror device 300 and an end portion of the image transmission optical fiber used as the pattern transmission unit 600 so as to receive the pattern image reflected through the digital micromirror device 300. It performs the function of adjusting the focus to be input to the end of the image transmission optical fiber.

패턴 전송 유닛(600)은 제2 광학렌즈 유닛(400)을 통하여 입력된 패턴 이미지를 전송하여, 마킹 대상물인 기판 상에 조사함으로써, 기판 상에 패턴 이미지를 마킹한다. 이러한 패턴 전송 유닛(600)으로는 이미지 전송 광섬유가 사용된다. 이미지 전송 광섬유의 일 단부 즉, 패턴 이미지가 조사되는 부분은 패턴 전송 유닛 구동부(750)에 의해서 소정 반경 범위내에서 회전 운동 가능하게 구동된다. 그 결과, 패턴 전송 유닛(600)을 통하여 조사되는 패턴 이미지는 기판 상의 임의의 축(예를 들면, 이하의 제2 가이드가 연장된 방향)을 따라 이동하면서 기판 상에 조사될 수 있다.The pattern transmission unit 600 transmits the pattern image input through the second optical lens unit 400 and irradiates onto the substrate that is the marking target, thereby marking the pattern image on the substrate. As the pattern transmission unit 600, an image transmission optical fiber is used. One end of the image transmission optical fiber, that is, the portion to which the pattern image is irradiated, is rotatably driven by the pattern transmission unit driver 750 within a predetermined radius range. As a result, the pattern image irradiated through the pattern transfer unit 600 can be irradiated onto the substrate while moving along any axis (for example, the direction in which the second guide below extends) on the substrate.

본 실시예에서 패턴 전송 유닛(600)으로 사용되는 이미지 전송 광섬유는 그 재료에 따라서 석영계, 다성분 석영계 및 플라스틱계로 구분되며, 석영계 이미지 전송 광섬유는 투명성이 높고 내열성이 우수하나 유연성이 부족하여 부러지기 쉽고 가공 공정이 복잡한 특징이 있다. 이에 반해 플라스틱계 이미지 전송 광섬유는 유연성이 높아 취급이 용이하고 가공이 용이하다는 특징이 있다. 본 발명의 경우 패턴 전송 유닛(600)은 유연성이 요구되므로 플라스틱계 이미지 전송 광섬유를 사용 하는 것이 바람직하다.In this embodiment, the image transmission optical fiber used as the pattern transmission unit 600 is divided into quartz, multi-component quartz, and plastic, depending on the material. The quartz-based image transmission optical fiber has high transparency and excellent heat resistance, but lacks flexibility. It is easy to break and has a complicated process. In contrast, plastic-based image transmission optical fiber is characterized by high flexibility, easy handling and easy processing. In the case of the present invention, since the pattern transmission unit 600 requires flexibility, it is preferable to use a plastic-based image transmission optical fiber.

스테이지(900)는 마킹될 기판이 안착되는 공간을 제공하며, 스테이지(900)의 상부에는 패턴 전송 유닛(600)을 원하는 방향으로 구동시키는 구동 유닛(700)이 배치된다. 구동 유닛(700)은 제1 가이드(710), 제2 가이드(720) 및 패턴 전송 유닛 구동부(750)으로 구성되며, 구동 유닛(700)에 대한 상세한 구조는 이하의 도 5를 참조하여 설명한다. 이미지 전송 광섬유의 일 단부는 패턴 전송 유닛 구동부(750)에 체결되어, 패턴 전송 유닛 구동부(750)와 일체로 구동된다.The stage 900 provides a space in which the substrate to be marked is seated, and a driving unit 700 for driving the pattern transfer unit 600 in a desired direction is disposed above the stage 900. The driving unit 700 includes a first guide 710, a second guide 720, and a pattern transmission unit driver 750. A detailed structure of the driving unit 700 will be described with reference to FIG. 5 below. . One end of the image transmission optical fiber is fastened to the pattern transmission unit driver 750, and is integrally driven with the pattern transmission unit driver 750.

제어 유닛(500)은 제1 제어부(510)와 제2 제어부(520)로 구성되며, 제1 제어부(510)는 마킹 장치와 연결되는 운용 PC를 통하여 입력되는 패턴 입력 신호에 따라 입사되는 광을 원하는 형태의 패턴 이미지로 변환시키도록 디지털 마이크로미러 디바이스의 구동을 제어하는 기능을 수행한다. 제2 제어부(520)는 구동 유닛(700)의 이동 및 속도를 제어하며, 더욱 상세하게는 속도 측정 유닛(950)의 출력에 따라 패턴 전송 유닛 구동부의 회전 반경 및 회전 속도를 제어하여, 기판(10)과 패턴 전송 유닛(600)의 이동 속도를 동기화시킨다. The control unit 500 includes a first control unit 510 and a second control unit 520, and the first control unit 510 receives light incident according to a pattern input signal input through an operation PC connected to a marking apparatus. It controls the driving of the digital micromirror device to convert the pattern image into a desired shape. The second control unit 520 controls the movement and the speed of the driving unit 700, and more specifically, the rotation radius and the rotational speed of the pattern transmission unit driving unit according to the output of the speed measuring unit 950, the substrate ( 10) and the movement speed of the pattern transmission unit 600 is synchronized.

속도 측정 유닛(950)은 스테이지(900) 상에 배치되어, 마킹될 기판의 이동 속도를 측정한다. 얼라인먼트 측정 유닛(800)은 카메라부(810)와 얼라인먼트 판단부(850)로 구성된다. 카메라부(810)는 스테이지(900)의 상부 또는 하부에 배치되어, 이미지 전송 광섬유를 통하여 전송되어 기판 상에 결상된 패턴 이미지를 촬영하며, 얼라인먼트 판단부(850)는 카메라부(810)에서 촬영된 데이터를 기초로 패턴 이미지의 얼라인먼트 여부를 판단하여, 판단 결과를 제어 유닛(500)으로 전송한다. 제어 유닛(500)은 얼라인먼트 판단부(850)의 출력신호에 따라, 제1 제어부(510)나 제2 제어부(520)를 통하여 디지털 마이크로미러 디바이스(300)나 구동 유닛(700)를 제어하여 패턴 이미지의 얼라인먼트를 조절한다. The speed measuring unit 950 is disposed on the stage 900 to measure the moving speed of the substrate to be marked. The alignment measuring unit 800 includes a camera unit 810 and an alignment determination unit 850. The camera unit 810 is disposed above or below the stage 900, and photographs a pattern image transmitted through an image transmission optical fiber and formed on a substrate, and the alignment determination unit 850 is photographed by the camera unit 810. It is determined whether the pattern image is aligned based on the data, and the determination result is transmitted to the control unit 500. The control unit 500 controls the digital micromirror device 300 or the driving unit 700 through the first control unit 510 or the second control unit 520 according to the output signal of the alignment determination unit 850. Adjust the alignment of the image.

도 3은 본 발명에 이용되는 디지털 마이크로미러 디바이스의 개략적인 구성도이고, 도 4는 도 3에 도시된 디지털 마이크로미러 디바이스의 단위 픽셀의 구성을 도시한 도이다.3 is a schematic configuration diagram of a digital micromirror device used in the present invention, and FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of unit pixels of the digital micromirror device illustrated in FIG. 3.

도 3에는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 픽셀(310)로 구성된 디지털 마이크로미러 디바이스(300)에가 도시되어 있다. 각 픽셀(310)은 가로 및 세로로 일정하게 배열되어 있으며, 각각은 독립적으로 제어 유닛에 의해 구동이 제어된다. 픽셀(310)은 회전축(미도시)을 중심으로 소정 각도 회동함으로써 입사되는 광을 마킹 대상물로 반사시킨다. 제어 유닛(500)은 패턴 정보원(예를 들면, 운용 PC)으로부터 패턴 정보를 입력 신호로 전달받고, 전달받은 패턴 정보에 따른 패턴 신호를 디지털 마이크로미러 디바이스(300)의 각 픽셀(310)에 전달하여, 복수의 픽셀(310)을 독립적으로 구동시켜 디지털 마이크로미러 디바이스(300)에 입사되는 광을 원하는 패턴 이미지의 패턴광으로 변환시킨다.3 shows a digital micromirror device 300 composed of a plurality of pixels 310 arranged in a matrix. Each pixel 310 is uniformly arranged horizontally and vertically, each of which is independently controlled to be driven by a control unit. The pixel 310 rotates a predetermined angle about a rotation axis (not shown) to reflect the incident light to the marking object. The control unit 500 receives pattern information as an input signal from a pattern information source (for example, an operating PC), and transmits a pattern signal according to the received pattern information to each pixel 310 of the digital micromirror device 300. Thus, the plurality of pixels 310 are independently driven to convert light incident on the digital micromirror device 300 into pattern light of a desired pattern image.

도 4를 참조하여 각 픽셀의 구성을 살펴보면, 각 단위 픽셀(310)은 본체(311), 지지부(312), 구동부(313), 기둥(314), 반사판(315) 및 회전축(미도시)으로 구성된다.Looking at the configuration of each pixel with reference to Figure 4, each unit pixel 310 is the main body 311, the support 312, the driving unit 313, the pillar 314, the reflector plate 315 and the rotation axis (not shown) It is composed.

본체(311)에 설치되어 반사판(315) 각각의 모서리를 지지하도록 지지부(312) 가 설치된다. 지지부(312)에는 회전 가능하게 결합되고 상면에 반사판(315)이 고정되는 기둥(314)이 형성된 구동부(313)가 형성된다. 회전축은 구동부(313)가 지지부(312)에 유동 가능하게 지지되도록, 구동부(313)의 하면에 십자 모양으로 장착되어 네 모서리에 형성된 각각의 지지부(312)에 힌지 연결된다. 제어 유닛(500)은 사용자에 의해 입력된 신호에 의해 모터를 구동시켜 각각의 픽셀(310)에서 개별적인 반사가 이루어지도록 하여, 패턴 이미지를 생성한다.The support part 312 is installed in the main body 311 so as to support the corners of each of the reflecting plates 315. The driving part 313 is rotatably coupled to the support part 312 and has a pillar 314 on which a reflecting plate 315 is fixed. The rotating shaft is hingedly connected to each support 312 formed at four corners in a cross shape on the lower surface of the driving unit 313 so that the driving unit 313 is movably supported by the support unit 312. The control unit 500 drives the motor by the signal input by the user so that individual reflection is made in each pixel 310, thereby generating a pattern image.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 마이크로미러 디바이스를 구비한 마킹 장치의 개략적인 사시도이며, 도 6a 및 도 6b는 마킹될 기판의 이송에 따른 패턴 전송 유닛의 구동 방식을 설명하기 위한 도이다.5 is a schematic perspective view of a marking apparatus having a digital micromirror device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 6A and 6B are diagrams for describing a driving method of a pattern transfer unit according to a transfer of a substrate to be marked. to be.

도 5 내지 도 6b를 참조하면, 디지털 마이크로미러 디바이스를 구비한 마킹 장치는 패턴 생성 헤드(1000), 패턴 전송 유닛(600), 구동 유닛(700), 스테이지(900), 제어 유닛(미도시) 및 얼라인먼트 측정 유닛(미도시)으로 구성된다. 본 실시예의 경우, 패턴 생성 헤드(1000)는 광원 유닛(100), 제1 광학렌즈 유닛(200) 및 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD; Digital Micromirror Device)(300) 제2 광학렌즈 유닛(400)로 구성되며, 이러한 패턴 생성 헤드(1000)는 구동 유닛(700)과 분리되어 스테이지(900) 상부에 배치된다. 5 to 6B, the marking apparatus having the digital micromirror device includes a pattern generating head 1000, a pattern transmitting unit 600, a driving unit 700, a stage 900, and a control unit (not shown). And an alignment measuring unit (not shown). In the present exemplary embodiment, the pattern generating head 1000 is connected to the light source unit 100, the first optical lens unit 200, and the digital micromirror device (DMD) 300 and the second optical lens unit 400. The pattern generation head 1000 is separated from the driving unit 700 and disposed above the stage 900.

스테이지(900)는 마킹될 기판이 안착되는 공간을 제공하며, 스테이지(900)의 상부에는 패턴 전송 유닛(600)을 원하는 방향으로 구동시키는 구동 유닛(700)이 배치된다. 구동 유닛(700)은 제1 가이드(710), 제2 가이드(720) 및 패턴 전송 유닛 구동부(750)으로 구성된다. 제1 가이드(710)는 스테이지(900)의 상부에 배치되며, 제1축 방향으로 연장되어 배치되고, 제2 가이드(720)는 제1축 방향과 교차되는 제2축 방향으로 연장되어 배치되며, 제1축 방향으로 이동 가능하게 제1 가이드(710)에 결합된다. 패턴 전송 유닛 구동부(750)는 제2 가이드(720)의 일 측에 소정 반경의 범위에서 회전 가능하게 배치된다.The stage 900 provides a space in which the substrate to be marked is seated, and a driving unit 700 for driving the pattern transfer unit 600 in a desired direction is disposed above the stage 900. The driving unit 700 includes a first guide 710, a second guide 720, and a pattern transmission unit driver 750. The first guide 710 is disposed above the stage 900, extends in the first axial direction, and the second guide 720 extends in the second axial direction crossing the first axial direction. It is coupled to the first guide 710 to be movable in the first axis direction. The pattern transmission unit driver 750 is rotatably disposed on one side of the second guide 720 in a range of a predetermined radius.

패턴 전송 유닛(600)의 일 단은 패턴 생성 헤드(1000)와 연결되며, 패턴 전송 유닛(600)의 바디 부분은 제2 가이드(720)를 따라 배치되고, 패턴 전송 유닛(600)의 타 단은 패턴 전송 유닛 구동부(750)에 체결되어, 패턴 전송 유닛 구동부(750)와 일체로 구동된다. One end of the pattern transmission unit 600 is connected to the pattern generation head 1000, the body portion of the pattern transmission unit 600 is disposed along the second guide 720, and the other end of the pattern transmission unit 600. Is fastened to the pattern transmission unit driver 750, and is integrally driven with the pattern transmission unit driver 750.

패턴 전송 유닛 구동부(750)는 제2 가이드(720)의 일 측에 소정 반경 범위내에서 회전 가능하게 체결된다. 마킹될 기판(10)이 임의의 축 방향 예를 들면, 제2 가이드(720)가 연장된 방향으로 이송되면, 패턴 전송 유닛 구동부(750)는 시계 회전 방향 또는 그 반대 방향으로 회전 구동되고, 그 결과 패턴 전송 유닛(600)의 단부는 임의의 축 방향으로 따라 왕복 운동하게 된다. 속도 측정 유닛을 통하여 기판의 이동 속도를 측정하고, 기판의 이동 속도에 따라 패턴 전송 유닛 구동부(750)의 회전 속도 및 회전 반경을 제어함으로써, 이송되는 기판 상에 패턴 이미지를 소정 시간동안에 조사함으로써 마킹이 이루어질 수 있게 된다.The pattern transmission unit driver 750 is rotatably fastened to one side of the second guide 720 within a predetermined radius range. When the substrate 10 to be marked is conveyed in any axial direction, for example, in the direction in which the second guide 720 extends, the pattern transfer unit driver 750 is driven to rotate in a clockwise or vice versa direction. The end of the resulting pattern transfer unit 600 is reciprocated along any axial direction. By measuring the moving speed of the substrate through the speed measuring unit and controlling the rotation speed and the turning radius of the pattern transfer unit driver 750 according to the moving speed of the substrate, marking by irradiating the pattern image on the substrate to be transported for a predetermined time This can be done.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 마이크로미러 디바이스를 구비한 마킹 장치의 개략적인 구성도이다.7 is a schematic structural diagram of a marking apparatus having a digital micromirror device according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 마이크로미러 디바이스를 구비한 마킹 장치는 다수의 발광 다이오드(120, 130, 140)와 반사 미러부(150)로 구성된 광학 유닛(100), 제1 광학렌즈 유닛(200), 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD; Digital Micromirror Device)(300), 제2 광학렌즈 유닛(400), 제어 유닛(500), 패턴 전송 유닛(600), 구동 유닛(700), 얼라인먼트 측정 유닛(800), 스테이지(900) 및 속도 측정 유닛(950)을 포함한다. 본 실시예에 따른 마킹 장치는 이전 실시예와 비교하여 광원 유닛의 구성이 상이하며, 나머지 구성은 유사한 바 이하에서는 상이한 구성을 위주로 상술한다.Referring to FIG. 7, a marking apparatus having a digital micromirror device according to another embodiment of the present invention may include an optical unit 100 including a plurality of light emitting diodes 120, 130, and 140 and a reflective mirror unit 150. First optical lens unit 200, Digital Micromirror Device (DMD) 300, second optical lens unit 400, control unit 500, pattern transfer unit 600, drive unit 700 ), Alignment measuring unit 800, stage 900 and speed measuring unit 950. The marking apparatus according to the present embodiment has a different configuration of the light source unit as compared with the previous embodiment, and the rest of the configuration is similar, and will be described below based on different configurations.

광원 유닛(100)은 제1 파장(λ₁)을 갖는 제1 발광 다이오드(120), 제2 파장(λ₂)을 갖는 제2 발광 다이오드(130), 제3 파장(λ₃)을 갖는 제3 발광 다이오드(140)를 포함하며, 제1 내지 제3 발광 다이오드(120, 130, 140)는 자외선 파장 범위 내에서 서로 상이한 파장을 갖도록 구성된다. 반사 미러부(150)는 제1 내지 제3 발광 다이오드(120)에서 출사되는 각 광들을 제1 광학렌즈 유닛(200)으로 반사시킨다. The light source unit 100 includes a first light emitting diode 120 having a first wavelength λ ₁ , a second light emitting diode 130 having a second wavelength λ ₂ , and a third light having a third wavelength λ ₃ . Three light emitting diodes 140 are included, and the first to third light emitting diodes 120, 130, and 140 are configured to have different wavelengths within the ultraviolet wavelength range. The reflective mirror 150 reflects the light emitted from the first to third light emitting diodes 120 to the first optical lens unit 200.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디지털 마이크로미러 디바이스를 구비한 마킹 장치의 개략적인 구성도이다.8 is a schematic structural diagram of a marking apparatus having a digital micromirror device according to another embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디지털 마이크로미러 디바이스를 구비한 마킹 장치는 레이저 광원부(110), 레이저 광원부(110)에서 발생된 광을 복수개로 분할하는 광 분할기(230), 광 분할기(230)를 통하여 분할된 광을 다수개의 디지털 마이크로미러 디바이스(330, 360, 390)로 유도하는 다수개의 제1 광학렌즈 유닛(241, 242, 243), 각 디지털 마이크로미러 디바이스를 각각 제어하는 제1 제어부(511, 512, 513), 다수개의 디지털 마이크로미러 디바이스(330, 360, 390)에서 생성된 패턴 이미지를 다수개의 패턴 전송 유닛(610, 620, 630)에 입력하기 위한 다수개의 제2 광학렌즈 유닛(411, 412, 413), 다수개의 디지털 마이크로미러 디바이스(330, 360, 390)를 통하여 생성된 패턴 이미지를 전송하기 위한 다수개의 패턴 전송 유닛(610, 620, 630) 및 다수개의 패턴 전송 유닛 구동부(751, 752, 753)으로 구성된다. Referring to FIG. 8, in the marking apparatus including the digital micromirror device according to another embodiment of the present invention, the laser light source unit 110 and the light splitter 230 for dividing the light generated from the laser light source unit 110 into a plurality of parts. And a plurality of first optical lens units 241, 242, and 243 for guiding the light split through the light splitter 230 to the plurality of digital micromirror devices 330, 360, and 390, respectively. A plurality of patterns for inputting the pattern image generated by the first control unit 511, 512, 513 and the plurality of digital micromirror devices 330, 360, and 390 to the plurality of pattern transmission units 610, 620, and 630. Second optical lens units 411, 412, 413, a plurality of pattern transfer units 610, 620, 630 and a plurality of pattern transfer units for transmitting a pattern image generated through the plurality of digital micromirror devices 330, 360, 390 Pattern transmission metaphor It consists of a drive unit (751, 752, 753).

상기와 같은 구성에 따르면, 다수개의 패턴 이미지를 동시에 기판 상에 마킹할 수 있게되어, 마킹 속도를 현저히 상승시킬 수 있게 된다.According to the above configuration, it is possible to mark a plurality of pattern images on the substrate at the same time, thereby significantly increasing the marking speed.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 디지털 마이크로미러 디바이스를 구비한 마킹 장치의 예시적인 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is merely an exemplary embodiment of a marking apparatus with a digital micromirror device according to the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, as claimed in the following claims, Without departing from the gist of the invention, anyone of ordinary skill in the art to which the present invention will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 마이크로미러 디바이스를 구비한 마킹 장치의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a marking apparatus having a digital micromirror device according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 마이크로미러 디바이스를 구비한 마킹 장치의 기능 블록도이다.2 is a functional block diagram of a marking apparatus with a digital micromirror device according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명에 이용되는 디지털 마이크로미러 디바이스의 개략적인 구성도이다.3 is a schematic structural diagram of a digital micromirror device used in the present invention.

도 4는 도 3에 도시된 디지털 마이크로미러 디바이스의 단위 픽셀의 구성을 도시한 도이다.4 is a diagram illustrating a configuration of unit pixels of the digital micromirror device illustrated in FIG. 3.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 마이크로미러 디바이스를 구비한 마킹 장치의 개략적인 사시도이다.5 is a schematic perspective view of a marking apparatus with a digital micromirror device according to an embodiment of the present invention.

도 6a 및 도 6b는 마킹될 기판의 이송에 따른 패턴 전송 유닛의 구동 방식을 설명하기 위한 도이다.6A and 6B are diagrams for describing a driving method of a pattern transfer unit according to a transfer of a substrate to be marked.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

100 : 광원 유닛 200 : 제1 광학렌즈 유닛100: light source unit 200: first optical lens unit

300 : 디지털 마이크로미러 디바이스 400 : 제2 광학렌즈 유닛300: digital micromirror device 400: second optical lens unit

500 : 제어 유닛 600 : 패턴 전송 유닛500: control unit 600: pattern transfer unit

700 : 구동 유닛 800 : 얼라인먼트 측정 유닛700: drive unit 800: alignment measurement unit

900 : 스테이지 950 : 속도 측정 유닛900 stage 950 speed measurement unit

Claims

A stage providing a space in which the substrate to be marked is seated;

A light source unit for generating light;

A digital micromirror device for converting light generated by the light source unit into a pattern image;

A first optical lens unit for guiding light emitted from the light source unit to the digital micromirror device;

A pattern transmission unit made of an image transmission optical fiber for irradiating the pattern image emitted from the digital micromirror device on the substrate;

A first guide disposed in an upper portion of the stage, extending in a first axial direction, extending in a second axial direction intersecting the first axial direction, and movable in the first axial direction; A driving unit including a second guide coupled to a first guide, and a pattern transmission unit driving unit rotatably coupled to one side of the second guide in a range of a predetermined radius,

One end of the image transmission optical fiber is fastened to the pattern transmission unit driving unit, the marking apparatus having a digital micromirror device, characterized in that driven integrally with the pattern transmission unit driving unit.

The method of claim 1,

A speed measuring unit disposed on the stage, the speed measuring unit measuring a moving speed of the substrate to be marked; And

A control unit including a first control unit for controlling the driving of the digital micromirror device in accordance with a pattern input signal, and a second control unit for controlling the rotation radius and the rotational speed of the pattern transmission unit driver in accordance with an output of the speed measuring unit. Marking apparatus having a digital micromirror device further comprising.

The method of claim 1,

A second optical lens unit disposed between the digital micromirror device and the other end of the image transmission optical fiber, for adjusting a focus of the pattern image output from the digital micromirror device to be input to the other end of the image transmission optical fiber Marking apparatus having a digital micromirror device, characterized in that it comprises.

The method of claim 1,

And the light source unit comprises a laser light source for generating laser light in the wavelength range of 350 nm to 360 nm.

The method of claim 1, wherein the light source unit,

A plurality of light emitting diodes having wavelengths different from each other within an ultraviolet wavelength range; And

And a reflecting mirror unit for reflecting a plurality of light generated from the plurality of light emitting diodes to be incident on the first optical lens unit.

The method of claim 1,

Further comprising a light splitter for dividing the light generated by the light source unit into a plurality,

The digital micromirror device, the first optical lens unit, the pattern transmission unit and the pattern transmission unit driver are also configured in plural, and the light splitter is disposed between the light source unit and the first optical lens unit. Marking apparatus provided with a digital micromirror device.

The method of claim 2,

A camera unit disposed above or below the stage and configured to photograph a pattern image irradiated onto a substrate through the image transmission optical fiber; And

And an alignment measuring unit comprising an alignment determination unit that determines whether the pattern image is aligned based on the data photographed by the camera unit.

The method of claim 7, wherein

The first control unit controls the driving of the digital micromirror device, or the second control unit controls the driving of the pattern transfer unit driving unit according to the output signal of the alignment determination unit. One marking device.