KR101370583B1 - Film layer etching method and laser lithographic machine thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는, 필름층 식각 방법 및 레이저 리소그래피 장치, 특히 레이저 식각을 이용하여 대형 터치 패널들에 적용되는 보호층을 패터닝 하기 위한 방법이 제공된다. 필름층 식각 방법은 다음의: 기판 상에 필름층을 형성하는 단계; 패터닝된 필름층을 형성하기 위해 레이저 빔을 이용하여 필름층의 미리 설정된 부분을 제거하는 단계;를 포함한다. 본 발명의 레이저 리소그래피 장치는 레이저 장치들, 초점 렌즈 그룹들, 제어기, 구동 모터들 및 위치설정 플랫폼을 포함한다. 레이저 장치들은 초점 렌즈 그룹들을 통해 지나가서 위치설정 플랫폼의 공작물의 표면 상에 투사하는 레이저 빔을 방출한다. 본 발명은, 포토마스크들 없이, 대형 터치 패널들의 공정에 적용가능한, 요구되는 패턴을 형성하기 위해 레이저로 필름층의 표면 상에 직접 식각하는 방법을 채택하여, 스크린 인쇄 공정 또는 포토마스크들을 이용하는 다단계 포토식각 공정 대신에 빠른 한 단계의 패터닝 공정의 적용을 실현시켜, 생산 비용을 절감한다.In the present invention, a film layer etching method and a laser lithography apparatus, in particular, a method for patterning a protective layer applied to large touch panels using laser etching is provided. The film layer etching method includes the steps of: forming a film layer on the substrate; Removing a predetermined portion of the film layer using a laser beam to form a patterned film layer. The laser lithographic apparatus of the present invention includes laser apparatuses, focus lens groups, controllers, drive motors and positioning platforms. The laser devices emit a laser beam that passes through the focal lens groups and projects onto the surface of the workpiece of the positioning platform. The present invention adopts a method of directly etching a surface of a film layer with a laser to form a desired pattern, which is applicable to a process of large touch panels, without photomasks, thereby using a screen printing process or a multi-step using photomasks. Instead of the photoetch process, the application of a fast one-step patterning process is realized, thereby reducing production costs.

Description

필름층 식각 방법 및 그의 레이저 리소그래피 장치{FILM LAYER ETCHING METHOD AND LASER LITHOGRAPHIC MACHINE THEREOF}FILM LAYER ETCHING METHOD AND LASER LITHOGRAPHIC MACHINE THEREOF

본 발명은 일반적으로 제조 및 공정 기술에 관한 것으로, 좀더 구체적으로 표면 공정 기술에 관한 것이다. 필름층 식각 방법 및 레이저 리소그래피 장치가 제공되는데, 특히 대형 터치 패널에 레이저 리소그래피를 이용하여 보호층을 패터닝하기 위해 적용된다.
FIELD OF THE INVENTION The present invention generally relates to manufacturing and processing techniques, and more particularly to surface processing techniques. Film layer etching methods and laser lithographic apparatuses are provided, particularly for patterning protective layers using laser lithography on large touch panels.

최근에, 터치 기술의 발전과 함께, 터치 패널들은 휴대 전화, 개인 휴대 정보 단말기(personal digital assistant; PDA), 게임 콘솔에서의 입력 인터페이스 또는 컴퓨터 터치 스크린과 같은 다양한 전자 제품들에서 널리 사용되고 있다. 터치 패널들은 디스플레이 패널들과 통합되는데, 보통 투명 기판, 기판 상에 배치되는 도전층, 도전 트레이스들(conductive traces) 및 보호층(passivation layer)을 포함한다. 도전 트레이스들은 패널 상의 도전층 주위에 형성된다. 보호층은 도전층 및 투명 기판 상에 코팅된다. 터치 패널을 사용할 때, 도전 트레이스들을 통해 외부 회로와 연결되어야 한다. 도전 트레이스들 상에 코팅되는 보호층은 외부 회로와 도전층 사이에 전기적 접촉을 수립하기 위해 제거되어야 한다.Recently, with the development of touch technology, touch panels are widely used in various electronic products such as mobile phones, personal digital assistants (PDAs), input interfaces in game consoles or computer touch screens. Touch panels are integrated with display panels, usually comprising a transparent substrate, a conductive layer disposed on the substrate, conductive traces and a passivation layer. Conductive traces are formed around the conductive layer on the panel. The protective layer is coated on the conductive layer and the transparent substrate. When using a touch panel, it must be connected to an external circuit through conductive traces. The protective layer coated on the conductive traces must be removed to establish electrical contact between the external circuit and the conductive layer.

도전 트레이스들 상의 보호층을 제거하기 위해 사용되는 두 가지 종래의 방법은 레이저 포토리소그래피 및 스크린 인쇄이다. 스크린 인쇄는 공판 인쇄(porous printing)를 위한 주된 방법들 중 하나이다. 일반적으로, 스크린 인쇄는 스크린 인쇄판 및 스크래핑 블레이드(scraping blade)를 이용하여 수행된다. 스크린 인쇄판은 관통홀들(through-holes)을 갖는 개체를 포함한다. 인쇄할 때, 미리 설정된 패턴으로 스크린 인쇄판 상에 약간의 식각 페이스트(etching paste)를 넣고; 스크래핑 블레이드로 압착하면, 식각 페이스트가 스크린 인쇄판의 관통홀들을 통해 보호층으로 가고 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 보호층에 대해 미리 설정된 패턴이 형성된다. 스크린 인쇄는 기술이 간단하고, 필요한 장비의 가격이 저렴하고, 제조 비용이 낮지만 작은 형상들(선폭(line width) < 200㎛)을 만들기가 쉽지 않다. 그러나, 스크린 인쇄판이 모두에 대해 사용될 수 없다. 상이한 제품들의 상이한 패턴들에 따라, 스크린 인쇄판은 각각 설계되어야 한다. 미리 설정된 패턴이 변경될 때, 상응하는 패턴에 대해 스크린 인쇄판도 변경되어야 한다. 게다가, 중형 또는 대형 터치 패널들에서, 인쇄하기 위한 보호층의 크기가 확대될 때, 사용하기 위한 스크린 인쇄판의 크기도 확대되어야 한다. 인쇄할 때, 대형 스크린 인쇄판 전체의 장력에 대한 일관성을 제어하기가 쉽지 않은데; 그러므로, 물질들 상에 인쇄되는 식각 페이스트에 대한 일관성을 보장하는 것도 어렵다. 또한, 스크린 인쇄판의 크기가 클수록, 스크래핑 블레이드에 의한 장시간의 마찰 이후에 더 쉽게 스크린 인쇄판의 마모 또는 변형이 초래될 수 있는데, 이는 스크린 인쇄판의 더 짧은 수명과 생산 시 더 높은 소모 비용을 야기할 수 있다.Two conventional methods used to remove the protective layer on the conductive traces are laser photolithography and screen printing. Screen printing is one of the main methods for porous printing. Generally, screen printing is performed using screen printing plates and scraping blades. The screen printing plate includes an object having through-holes. When printing, put some etching paste on the screen printing plate in a preset pattern; When pressed with the scraping blade, the etch paste goes through the through holes of the screen printing plate to the protective layer, thus forming a preset pattern for the protective layer, as shown in FIG. Screen printing is simple in technology, low in cost of the necessary equipment, low in manufacturing cost but difficult to produce small shapes (line width <200 μm). However, screen printing plates cannot be used for all. According to different patterns of different products, the screen printing plates must each be designed. When the preset pattern is changed, the screen printing plate must also be changed for the corresponding pattern. In addition, in medium or large touch panels, when the size of the protective layer for printing is enlarged, the size of the screen printing plate for use must also be enlarged. When printing, it is not easy to control the consistency of the tension across the large screen printing plate; Therefore, it is also difficult to ensure consistency for the etch paste printed on the materials. In addition, the larger the size of the screen printing plate, the more easily the wear or deformation of the screen printing plate can be caused after prolonged friction by the scraping blade, which can lead to shorter life of the screen printing plate and higher consumption cost in production. have.

레이저 포토리소그래피, 즉 포토식각(photoetching)은, 화학적 부식을 이용하는 형상 복사법을 결합하는 정밀 표면 공정 기술이다. 실리카 필름(silica film) 또는 금속 필름 상에 패터닝을 하는 것을 목적으로 하는데, 이는 포토마스크(photomask)에 완전히 상응하거나 포토마스크를 보완한다. 포토식각(photoetching)은 패턴을 형성하기 위해 일련의 제조 공정을 통해 표면 필름의 일부를 제거하는 복잡한 기술적 공정이다. 도 2를 참조하면, 포토식각 기술의 일반적인 제조 공정은 세정, 포토레지스트층 코팅(coating), 노광(exposure), 현상(developing), 베이킹(baking), 식각 및 벗김(stripping)을 포함한다. 상기 장비는 높은 유지비뿐만 아니라 많은 투자금을 필요로 한다. 공정 중에, 상기 장비에 다량의 화학약품이 요구되는데, 이는 높은 생산 비용 및 긴 생산 시간을 야기한다. 특히 대형 터치 패널들에서, 이러한 문제들은 매우 심각해 보이고 쉽게 생산 수율의 감소를 가져올 수 있다.Laser photolithography, or photoetching, is a precision surface processing technique that combines shape radiation with chemical corrosion. It is aimed at patterning on a silica film or metal film, which completely corresponds to or complements the photomask. Photoetching is a complex technical process that removes part of the surface film through a series of manufacturing processes to form a pattern. Referring to FIG. 2, a general manufacturing process of photoetch technology includes cleaning, photoresist layer coating, exposure, developing, baking, etching, and stripping. The equipment requires a large investment as well as high maintenance costs. During the process, a large amount of chemical is required for the equipment, which leads to high production costs and long production times. Especially in large touch panels, these problems look very serious and can easily lead to a decrease in production yield.

그러므로, 종래의 식각 방법에 대한 상기 결점들을 극복하기 위한 필름층 식각 방법 및 레이저 리소그래피 장치가 제공되는 것이 바람직하다.
Therefore, it is desirable to provide a film layer etching method and a laser lithography apparatus for overcoming the above drawbacks with conventional etching methods.

한 단계의 패터닝 공정으로 마스크 없이(maskless), 요구되는 패턴을 형성하기 위해 레이저로 직접 필름층을 식각하는 필름층 식각 방법을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
It is an object of the present invention to provide a film layer etching method for etching a film layer directly with a laser to form a desired pattern without a mask in one step patterning process.

필름층 식각 방법은, 다음의: 터치 패널의 기판 상에 필름층을 형성하는 단계; 패터닝된 필름층을 형성하기 위해 레이저 빔을 이용하여 필름층의 미리 설정된 부분을 제거하는(ablating) 단계;와 같은 직접 필름층 상에 패턴을 형성하기 위해 레이저 빔을 이용하여 제거하는 단계를 포함한다.The film layer etching method includes the steps of: forming a film layer on a substrate of a touch panel; Ablating a predetermined portion of the film layer using a laser beam to form a patterned film layer; removing using a laser beam to form a pattern directly on the film layer. .

레이저 빔이 레이저 장치들에 의해 방출되며, 레이저 빔의 초점을 맞추기 위해 초점 렌즈 그룹을 통해 지나가고; 제어기는 필름층의 미리 설정된 부분 내에 투사되는 레이저 빔을 제어한다.The laser beam is emitted by the laser devices and passes through the focus lens group to focus the laser beam; The controller controls the laser beam projected into the preset portion of the film layer.

제어기는 초점 렌즈의 위치 및 지터 주파수(jittering frequency) 제어를 통해 레이저 빔의 이동 방향 및 속도를 제어한다.The controller controls the direction and speed of movement of the laser beam through control of the position and jitter frequency of the focus lens.

필름층은 보호층이다. 보호층은 이산화규소(silicon dioxide) 또는 폴리실록산(polysiloxane) 물질로 만들어진다. 도전층은 기판 상에 배치되고 필름층은 도전층 상에 배치된다. 도전층은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide; ITO) 물질로 만들어진다.The film layer is a protective layer. The protective layer is made of silicon dioxide or polysiloxane material. The conductive layer is disposed on the substrate and the film layer is disposed on the conductive layer. The conductive layer is made of indium tin oxide (ITO) material.

인듐 주석 산화물(ITO) 물질은 필름층의 물질보다 레이저 빔의 에너지를 흡수하기 쉬운데, 이는 가열되는 동안 인듐 주석 산화물(ITO) 물질의 가스화를 야기하며 한편 필름층은 도전층의 부피 팽창으로 인해 압착되어 들어 올려지고, 따라서 필름층의 물질이 벗겨져 제거된다.Indium tin oxide (ITO) materials tend to absorb the energy of the laser beam more than the material of the film layer, which causes gasification of the indium tin oxide (ITO) material during heating while the film layer is compressed due to volume expansion of the conductive layer The material of the film layer is stripped off.

마스크 없이, 하나의 단계로 터치 패널의 보호층의 표면을 패터닝 하기 위해 레이저를 이용하고, 대형 터치 패널들에 대한 공정에 적용가능한 레이저 리소그래피 장치를 제공하는 것이 본 발명의 또 다른 목적이다.It is another object of the present invention to provide a laser lithographic apparatus which uses a laser to pattern the surface of the protective layer of the touch panel in one step, without a mask, and which is applicable to a process for large touch panels.

레이저 리소그래피 장치는 레이저 장치들, 초점 렌즈 그룹들, 제어기, 구동 모터들 및 위치설정 플랫폼을 포함한다. 레이저 장치들은 초점 렌즈 그룹들을 통해 지나가고 위치설정 플랫폼 상에 배치되는 공작물의 표면 상에 투사하는 레이저 빔을 방출하며; 제어기는 구동 모터들의 작동 조건을 제어하고; 구동 모터들은 제어기에 연결되며 제어기에 의해 제어되고, 그리고 나서 초점 렌즈 그룹들을 제어하기 위해 초점 렌즈 그룹들에게 토크(torque)를 출력하는데, 이는 레이저 빔이 공작물 표면의 미리 설정된 부분 내에 투사되도록 돕는다.Laser lithographic apparatus include laser apparatuses, focus lens groups, controllers, drive motors, and positioning platforms. The laser devices emit a laser beam that passes through the focal lens groups and projects onto the surface of the workpiece disposed on the positioning platform; The controller controls the operating conditions of the drive motors; The drive motors are connected to and controlled by the controller, and then output torque to the focus lens groups to control the focus lens groups, which helps the laser beam to be projected within a predetermined portion of the workpiece surface.

레이저 리소그래피 장치는 복수의 레이저 장치들 및 상응하게 복수의 초점 렌즈 그룹들을 포함한다.The laser lithographic apparatus comprises a plurality of laser apparatuses and correspondingly a plurality of focus lens groups.

초점 렌즈 그룹은 빔 확장기(beam expander), X축 상의 반사기(reflector), Y축 상의 반사기 및 스캔 렌즈를 포함한다. 레이저 장치들에 의해 방출되는 레이저 빔은 지나갈 때 빔 확장기에 의해 확장되고, X축 상의 반사기 및 Y축 상의 반사기에 의해 반사되며, 그 이후에 스캔 렌즈로 초점을 맞추어 공작물의 표면 상에 투사된다.The focus lens group includes a beam expander, a reflector on the X axis, a reflector on the Y axis, and a scan lens. The laser beam emitted by the laser devices is expanded by the beam expander as it passes, reflected by the reflector on the X axis and the reflector on the Y axis, and then focused onto the scan lens and projected onto the surface of the workpiece.

구동 모터들은 X축, Y축 및 Z축 상의 구동 모터들을 포함한다. 구동 모터들은 상응하게 X축 상의 반사기, Y축 상의 반사기 및 스캔 렌즈를 구동한다.The drive motors include drive motors on the X, Y and Z axes. The drive motors correspondingly drive the reflector on the X axis, the reflector on the Y axis and the scan lens.

제어기는 동기 기동 제어(synchronous trigger control), 초점 제어 및 렌즈 스캐닝 제어를 수행할 수 있다. 동기 기동 제어는 위치설정 플랫폼의 이동 속도를 레이저의 펄스 밀도와 일치시키도록 하는 것으로, 위치설정 플랫폼의 처음에 가속된 이동 및 마지막에 감속된 이동이 레이저에 의한 식각 라인의 양 말단 상에 고르지 않은 벤 자국들(nicks)을 야기하는 현상을 해결하는데, 이는 벤 자국들을 고르게 하며; 초점 제어는 초점 렌즈 그룹들을 조정함으로써 레이저 빔의 레이저 스팟의 지름을 조정하여 공작물의 표면 상에 투사되는 레이저 스팟들의 크기를 변경하는 것이고; 렌즈 스캐닝 제어는 레이저 식각에 대한 패턴 정확도 및 위치설정 정확도를 개선하기 위하여 레이저 장치들 및 식각 부분의 에너지 밀도를 제어하도록 스캔 렌즈를 사용하는 것이다. 레이저 스팟들의 지름은 10㎛ 이하일 수 있는데, 예를 들어, 약 5-10㎛에 이른다.
The controller may perform synchronous trigger control, focus control and lens scanning control. Synchronous start control allows the moving speed of the positioning platform to match the pulse density of the laser so that the initially accelerated movement and the last decelerated movement of the positioning platform are uneven on both ends of the etch line by the laser. Solves the phenomenon that causes the nicks, which evens the ben marks; Focus control is to adjust the diameter of the laser spot of the laser beam by adjusting the focus lens groups to change the size of the laser spots projected on the surface of the workpiece; Lens scanning control is the use of a scan lens to control the energy density of laser devices and etching portions to improve pattern accuracy and positioning accuracy for laser etching. The diameter of the laser spots can be 10 μm or less, for example up to about 5-10 μm.

본 발명에서 제공되는 필름층 식각 방법은 요구되는 패턴을 형성하기 위해 레이저로 필름층의 표면 상에 직접 식각을 하는데, 특히 대형 터치 패널들에 적용가능하며, 스크린 인쇄 공정 또는 포토마스크들을 이용하는 다단계 포토식각 공정 대신에 한 단계의 패터닝 공정을 이용하여, 생산 비용을 절감한다. 본 발명에서 제공되는 레이저 리소그래피 장치는 마스크 없이, 한 단계로 터치 패널의 보호층의 표면을 패터닝 하기 위해 레이저를 이용하며, 특히 대형 터치 패널들에 대한 공정에 적용가능하다.
The film layer etching method provided by the present invention directly etches the surface of the film layer with a laser to form a desired pattern, in particular applicable to large touch panels, multi-step photo using a screen printing process or photomasks The production cost is reduced by using a one-step patterning process instead of an etching process. The laser lithographic apparatus provided in the present invention uses a laser to pattern the surface of the protective layer of the touch panel in one step, without a mask, and is particularly applicable to the process for large touch panels.

당업자들은, 하기에서 설명된 도면들이 단지 예시용이고 어떤 식으로든 본 발명의 범위를 제한하지 않음을 이해할 것이다. 개시된 구성요소들의 양은 분명히 구체화되지 않는 한 개시된 것보다 더 많거나 더 적을 수 있는 것으로 이해된다.
도 1은 종래의 스크린 인쇄를 위한 장치에 대한 도식적인 구조도;
도 2는 종래의 포토리소그래피에 대한 순서도;
도 3은 본 발명에 따른 필름층 식각 방법에 대한 순서도;
도 4는 본 발명에 따른 레이저 리소그래피 장치의 작동 원리를 도시하는 도식도;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 대한 도식적 구조도.Those skilled in the art will understand that the drawings described below are exemplary only and do not limit the scope of the invention in any way. It is understood that the amount of disclosed components may be greater or less than that disclosed unless clearly specified.
1 is a schematic structural diagram of a device for conventional screen printing;
2 is a flow chart for conventional photolithography;
3 is a flow chart for a film layer etching method according to the present invention;
4 is a schematic diagram illustrating the principle of operation of a laser lithographic apparatus according to the present invention;
5 is a schematic structural diagram of an embodiment of the present invention.

본 발명에 대한 상세한 설명이 다음의 실시예들에서 설명될 것인데, 이는 본 발명의 범위를 제한하려는 의도는 아니며, 다른 응용들에 대해 적응될 수 있다. 한편 도면들이 상세히 도시되는데, 분명한 제한 양을 갖는 구성요소들을 제외하고, 개시된 구성요소들의 양은 개시된 것보다 더 많거나 적을 수 있음이 이해된다.
A detailed description of the invention will be given in the following embodiments, which are not intended to limit the scope of the invention and may be adapted for other applications. While the figures are shown in detail, it is understood that the amount of the disclosed components may be more or less than that disclosed, except for components having an obvious limiting amount.

도 3을 참조하면, 필름층 식각 방법은 다음의: 1단계: 기판 상에 필름층을 형성하는 단계; 2단계: 패터닝된 필름층을 형성하기 위해 레이저 빔을 이용하여 필름층의 미리 설정된 부분을 제거하는 단계; 및 3단계: 세정 및 잔여물 제거 단계;를 포함한다. 2단계는 다음의: 레이저 장치들이 레이저 빔을 방출하는 201 단계; 초점 렌즈 그룹이 레이저 빔의 초점을 맞추고, 레이저 빔이 레이저 빔의 초점을 맞추기 위해 초점 렌즈 그룹을 통해 지나가는 202 단계; 제어기가 미리 설정된 구역 내에서 필름층을 제거하기 위해 필름층의 미리 설정된 부분 내에 투사되는 레이저 빔을 제어하는 203 단계;들을 포함한다. 제어기는 레이저 빔의 이동 방향 및 속도를 조정하기 위해 초점 렌즈 그룹의 위치 및 지터 주파수를 제어한다.
Referring to FIG. 3, the film layer etching method includes the following steps: forming a film layer on a substrate; Step 2: removing a predetermined portion of the film layer using a laser beam to form a patterned film layer; And step 3: washing and removing residue. The second step is as follows: 201, wherein the laser devices emit a laser beam; Step 202, wherein the focus lens group focuses on the laser beam, and the laser beam passes through the focus lens group to focus the laser beam; And step 203, wherein the controller controls the laser beam projected within the preset portion of the film layer to remove the film layer within the preset zone. The controller controls the position and jitter frequency of the focus lens group to adjust the direction and speed of movement of the laser beam.

필름층 식각 방법은 레이저 리소그래피 장치에 의해 수행된다. 도 4를 참조하여, 레이저 리소그래피 장치는 레이저 장치(10), 초점 렌즈 그룹, 제어기(도시되지 않음), 구동 모터들 및 위치설정 플랫폼을 포함한다. 레이저 장치(10)는 초점 렌즈 그룹을 통해 지나가고 위치설정 플랫폼의 공작물(100)의 표면 상에 투사하는 레이저 빔을 방출한다. 초점 렌즈 그룹은 빔 확장기(21), X축 상의 반사기(22), Y축 상의 반사기(23) 및 스캔 렌즈(24)를 포함한다. 레이저 장치(10)에 의해 방출되는 레이저 빔은 지나갈 때 빔 확장기(21)에 의해 확장되고, X축 상의 반사기(22) 및 Y축 상의 반사기(23)에 의해 반사되며, 그리고 나서 스캔 렌즈(24)에 의해 초점이 맞춰져 공작물(100)의 표면 상에 투사되고; 제어기는 구동 모터들의 작동 조건들을 제어하며; 구동 모터들은 X축, Y축 및 Z축 상의 구동 모터들을 포함한다. X축 상의 구동 모터(31)는 X축 상의 반사기(22)를 구동하며; Y축 상의 구동 모터(32)는 Y축 상의 반사기(23)를 구동하고; Z축 상의 구동 모터(도시되지 않음)는 스캔 렌즈(24)를 구동하며; X축, Y축 및 Z축 상의 구동 모터들은 초점 렌즈 그룹을 제어하기 위해 모두 제어기에 연결되고 제어기에 의해 제어되는데, 이는 레이저 빔이 공작물(100) 표면의 미리 설정된 부분 내에 투사되는 것을 돕는다.
The film layer etching method is performed by a laser lithography apparatus. Referring to FIG. 4, a laser lithography apparatus includes a laser apparatus 10, a focus lens group, a controller (not shown), drive motors, and a positioning platform. The laser device 10 passes through a group of focal lenses and emits a laser beam that projects on the surface of the workpiece 100 of the positioning platform. The focus lens group includes a beam expander 21, a reflector 22 on the X axis, a reflector 23 on the Y axis, and a scan lens 24. The laser beam emitted by the laser device 10 is expanded by the beam expander 21 as it passes, reflected by the reflector 22 on the X axis and the reflector 23 on the Y axis, and then the scan lens 24. Is focused on and projected onto the surface of the workpiece 100; The controller controls the operating conditions of the drive motors; The drive motors include drive motors on the X, Y and Z axes. The drive motor 31 on the X axis drives the reflector 22 on the X axis; The drive motor 32 on the Y axis drives the reflector 23 on the Y axis; A drive motor (not shown) on the Z axis drives the scan lens 24; The drive motors on the X-, Y- and Z-axes are all connected to and controlled by the controller to control the focus lens group, which helps the laser beam to be projected within a predetermined portion of the workpiece 100 surface.

상기 제어기는 동기 기동 제어, 초점 제어 및 렌즈 스캐닝 제어를 수행할 수 있다. 동기 기동 제어는 위치설정 플랫폼의 이동 속도를 레이저의 펄스 밀도와 일치시키도록 하는 것으로, 위치설정 플랫폼의 처음에 가속된 이동 및 마지막에 감속된 이동이 레이저에 의한 식각 라인의 양 말단 상에 고르지 않은 벤 자국들을 야기하는 현상을 해결하는데, 이는 벤 자국들을 고르게 하며; 초점 제어는 초점 렌즈 그룹들을 조정함으로써 레이저 빔의 레이저 스팟의 지름을 조정하여 공작물의 표면 상에 투사되는 레이저 스팟들의 크기를 변경하는 것이고; 렌즈 스캐닝 제어는 레이저 식각에 대한 패턴 정확도 및 위치설정 정확도를 개선하기 위하여 레이저 장치들 및 식각 부분의 에너지 밀도를 제어하도록 스캔 렌즈를 사용하는 것이다.
The controller can perform synchronous start control, focus control and lens scanning control. Synchronous start control allows the moving speed of the positioning platform to match the pulse density of the laser so that the initially accelerated movement and the last decelerated movement of the positioning platform are uneven on both ends of the etch line by the laser. Solves the phenomenon that causes ben marks, which makes the ben marks even; Focus control is to adjust the diameter of the laser spot of the laser beam by adjusting the focus lens groups to change the size of the laser spots projected on the surface of the workpiece; Lens scanning control is the use of a scan lens to control the energy density of laser devices and etching portions to improve pattern accuracy and positioning accuracy for laser etching.

또한, 상기에서 언급한 레이저 리소그래피 장치는 복수의 상응하는 초점 렌즈 그룹들과 결합하는 복수의 레이저 헤드들(heads)을 사용할 수 있다. 레이저 빔의 파장은 UV 주파대(waveband)를 채택한다. 레이저 스팟들의 지름은 10㎛ 이하일 수 있는데, 예를 들어, 약 5-10㎛에 이른다.
In addition, the above-mentioned laser lithography apparatus may use a plurality of laser heads that combine with a plurality of corresponding focus lens groups. The wavelength of the laser beam adopts a UV waveband. The diameter of the laser spots can be 10 μm or less, for example up to about 5-10 μm.

도 5를 참조하여, 터치 패널은 유리 기판(51), 도전층(52) 및 보호층(53)을 포함한다. 도전층(52)은 인듐 주석 산화물(ITO) 물질로 만들어지고 유리 기판(51)의 표면 상에 배치되며; 보호층(53)은 이산화규소 또는 폴리실록산 물질로 만들어지고 도전층(52) 상에 배치된다. 도전층(52)은 인듐 주석 산화물(ITO) 물질로 만들어지고 유리 기판(51) 상에 배치된다. 도전층(52)은 복수의 전극들을 포함한다. 터치 패널의 도전층(52) 상의 전극들은, 사용 시에 터치 패널을 외부 회로와 연결하기 위해, 주변부 도전 회로(marginal conductive circuit)를 통해 외부 프로세서에 연결되며, 주변부 도전 회로 상에 배치되는 보호층(53)은 외부 회로와 도전층(52) 사이에 전기적 접촉을 수립하기 위해 제거되어야 한다.
Referring to FIG. 5, the touch panel includes a glass substrate 51, a conductive layer 52, and a protective layer 53. The conductive layer 52 is made of indium tin oxide (ITO) material and disposed on the surface of the glass substrate 51; The protective layer 53 is made of silicon dioxide or polysiloxane material and disposed on the conductive layer 52. The conductive layer 52 is made of indium tin oxide (ITO) material and disposed on the glass substrate 51. The conductive layer 52 includes a plurality of electrodes. The electrodes on the conductive layer 52 of the touch panel are connected to an external processor via a marginal conductive circuit and are disposed on the peripheral conductive circuit to connect the touch panel with an external circuit in use. 53 must be removed to establish electrical contact between the external circuit and the conductive layer 52.

일 실시예에서, 계속적인 시험과 검증을 통해, 도전층(52)의 인듐 주석 산화물(ITO) 물질이 보호층(53)의 물질(SiO2)보다 적절한 파장의 레이저 빔의 에너지를 흡수하기가 더 쉬움을 발명자는 알아냈는데, 예를 들어, 266nm 파장은, 가열될 때 ITO의 가스화를 야기하는 한편 SiO2의 부피 팽창으로 인해 보호층이 압착되어 들어 올려지고, 따라서 보호층(53)의 물질이 벗겨져 제거된다. 공정에서, 레이저의 펄스 에너지는 16uj/펄스 이하이다. 발명자는 다른 층 구조들을 손상시키지 않으면서 SiO2를 제거하기 위하여 레이저 파장 266nm, 펄스 에너지 8uj/펄스 및 펄스 주파수 60 KHz의 조건을 채택한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 유리 기판(51)의 두께는 0.5mm이며, 도전층의 두께는 150Å이고, 보호층(53)의 두께는 500Å이다. 식각 공정 이후에, 발명자는 이미지 캡쳐를 위해 3000배 지수 곱으로 레이저 거리계를 이용하여 시험된 샘플의 식각 부분을 관찰하는데; 식각 부분과 식각되지 않은 주변 부분의 높이 차이는 보호층(53)의 두께와 정확히 같다. 특정 파장의 레이저 사용은 미리 설정된 부분에서 보호층의 물질을 제거할 수 있고 식각을 위해 상이한 물질들을 구별할 수 있어서 표면층의 물질을 벗기는 동안, 하부층의 물질은 쉽게 함께 식각되지 않을 것이며, 이는 불필요한 손상을 막을 수 있음을 시험 결과는 보여준다.
In one embodiment, through continuous testing and verification, it is difficult for the indium tin oxide (ITO) material of the conductive layer 52 to absorb the energy of the laser beam at a wavelength that is more appropriate than that of the protective layer 53 (SiO 2 ). The inventors have found that easier, for example, the 266 nm wavelength causes gasification of ITO when heated, while the protective layer is squeezed up due to the volume expansion of SiO 2 and thus the material of the protective layer 53. It is peeled off and removed. In the process, the pulse energy of the laser is 16 uj / pulse or less. The inventor adopts the conditions of laser wavelength 266nm, pulse energy 8uj / pulse and pulse frequency 60 KHz to remove SiO 2 without damaging other layer structures. As shown in FIG. 5, the thickness of the glass substrate 51 is 0.5 mm, the thickness of the conductive layer is 150 kPa, and the thickness of the protective layer 53 is 500 kPa. After the etching process, the inventor observes the etched portion of the sample tested using a laser rangefinder with 3000 times exponential multiplication for image capture; The height difference between the etched portion and the unetched peripheral portion is exactly the same as the thickness of the protective layer 53. The use of a laser of a certain wavelength can remove the material of the protective layer at a predetermined part and can distinguish different materials for etching so that the material of the underlying layer will not be easily etched together while stripping the material of the surface layer, which is unnecessary damage. The test results show that this can be prevented.

보호층(53) 패터닝 공정을 제작하고 도전층(52)을 잘 유지하기 위해, 하부층이 손상되는 것을 방지하기 위한 두 가지 방법이 있다. 하나는 제거 종료점 검출 모드이다. 종료점 검출기는, 예를 들어, 도전층(52) 및 보호층(53) 물질들의 상이한 광 스펙트럼들을 검출하기 위하여 광 분광계(optical spectrometer)를 이용하여, 하부층의 구성요소를 검출한다. 플라즈마가 제공되는 경우에 상이한 화학적 물질들은 상이한 파장들을 방출하고 플라즈마의 색깔에 변화를 준다. 광 분광계로 인지하는 것이 가능하다. 일단 광 분광계가 광 스펙트럼이 도전층(52)의 그것과 실질적으로 동일하다고 검출하면, 제거 공정이 중지될 것이다. 검출 방법은 또한, 적외선 종료점 또는 레이저 빔 간섭과 같은 다른 방법들을 사용할 수 있다. 다른 것은 제거 고정 시간 모드이다. 이 방법은 다음의: 보호층(53)의 두께를 측정하는 단계; 보호층(53) 제거를 위해 필요한 시간을 계산하는 단계; 및 제거를 위해 필요한 계산된 시간 동안 패터닝을 하기 위해 레이저 식각으로 보호층(53)을 제거하는 단계;를 포함한다.
In order to fabricate the protective layer 53 patterning process and maintain the conductive layer 52 well, there are two ways to prevent the underlying layer from being damaged. One is the removal endpoint detection mode. The endpoint detector detects the components of the underlying layer, for example using an optical spectrometer to detect different light spectra of the conductive layer 52 and protective layer 53 materials. Different chemicals emit different wavelengths and change the color of the plasma when a plasma is provided. It is possible to recognize with an optical spectrometer. Once the light spectrometer detects that the light spectrum is substantially the same as that of the conductive layer 52, the removal process will be stopped. The detection method may also use other methods such as infrared endpoints or laser beam interference. The other is the removal fixed time mode. The method comprises the following steps: measuring the thickness of the protective layer 53; Calculating a time required for removing the protective layer 53; And removing the protective layer 53 by laser etching for patterning for the calculated time required for removal.

특정 실시예들이 도시되고 설명되었으나, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 그것에 대한 다양한 변경 및 대체가 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 예시로써 설명되었으며 제한하는 것은 아님이 이해되어야 한다.
While specific embodiments have been shown and described, various changes and substitutions can be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, it should be understood that the present invention has been described by way of example and not limitation.

Claims (21)

터치 패널의 기판 상에 필름층을 형성하는 단계; 및
상기 필름층 상에 패턴을 직접 형성하기 위해 레이저 빔을 이용하여 상기 필름층의 미리 설정된 부분을 제거하는(ablating) 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 필름층 식각(film layer etching) 방법.
Forming a film layer on the substrate of the touch panel; And
Ablating a predetermined portion of the film layer using a laser beam to directly form a pattern on the film layer;
Film layer etching method comprising a.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제거하는 단계는:
레이저 장치들로 상기 레이저 빔을 방출하며, 초점 렌즈 그룹으로 상기 레이저 빔의 초점을 맞추는 단계;
제어기로 상기 필름층의 미리 설정된 부분 내에 투사되는 상기 레이저 빔을 제어하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필름층 식각 방법.
The method according to claim 1,
The removing step is:
Emitting the laser beam with laser devices, focusing the laser beam with a focus lens group;
Controlling the laser beam projected within a predetermined portion of the film layer with a controller;
Film layer etching method characterized in that it further comprises.
청구항 3에 있어서,
상기 제어기는 상기 레이저 빔의 방향 및 속도를 조정하기 위해 상기 초점 렌즈의 위치 및 지터 주파수(jittering frequency)를 제어하는 것을 특징으로 하는 필름층 식각 방법.
The method of claim 3,
And the controller controls the position and jitter frequency of the focus lens to adjust the direction and speed of the laser beam.
청구항 1에 있어서,
상기 레이저 빔의 파장은 UV 주파대(UV waveband)를 채택하는 것을 특징으로 하는 필름층 식각 방법.
The method according to claim 1,
The wavelength of the laser beam is a film layer etching method, characterized in that to adopt a UV waveband (UV waveband).
청구항 5에 있어서,
상기 레이저 빔의 파장은 266nm인 것을 특징으로 하는 필름층 식각 방법.
The method of claim 5,
The wavelength of the laser beam is a film layer etching method, characterized in that 266nm.
청구항 5에 있어서,
상기 레이저 빔의 펄스 에너지는 16uj/펄스 이하인 것을 특징으로 하는 필름층 식각 방법.
The method of claim 5,
The pulse energy of the laser beam is 16uj / pulse or less, characterized in that the film layer etching method.
청구항 1에 있어서,
상기 필름층은 보호층(passivation layer)인 것을 특징으로 하는 필름층 식각 방법.
The method according to claim 1,
And the film layer is a passivation layer.
청구항 8에 있어서,
상기 보호층은 이산화규소(silicon dioxide) 및 폴리실록산(polysiloxane) 물질로 구성되는 그룹에서 선택된 물질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 필름층 식각 방법.
The method according to claim 8,
The protective layer is a film layer etching method, characterized in that made of a material selected from the group consisting of silicon dioxide (polysilicon) and polysiloxane (polysiloxane) material.
청구항 1에 있어서,
기판과 상기 필름층 사이에 도전층(conductive layer)을 형성하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필름층 식각 방법.
The method according to claim 1,
Forming a conductive layer between the substrate and the film layer;
Film layer etching method characterized in that it further comprises.
청구항 10에 있어서,
상기 도전층은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO) 물질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 필름층 식각 방법.
The method of claim 10,
The conductive layer is a film layer etching method, characterized in that made of indium tin oxide (ITO) material.
청구항 1에 있어서,
상기 제거하는 단계 동안에 상기 필름층의 종료점을 검출하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필름층 식각 방법.
The method according to claim 1,
Detecting an end point of the film layer during the removing step;
Film layer etching method characterized in that it further comprises.
청구항 1에 있어서,
상기 필름층의 두께를 측정하는 단계, 및
제거하는 단계를 위한 시간을 결정하기 위해 상기 필름층 제거를 위해 필요한 시간을 계산하는 단계,
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필름층 식각 방법.
The method according to claim 1,
Measuring the thickness of the film layer, and
Calculating the time required for removing the film layer to determine the time for removing,
Film layer etching method characterized in that it further comprises.
레이저 장치들,
초점 렌즈 그룹,
제어기,
구동 모터들, 및
위치설정 플랫폼(positioning plaform),
을 포함하되,
상기 레이저 장치들은 상기 초점 렌즈 그룹을 통해 지나가서 상기 위치설정 플랫폼 상에 위치되는 공작물의 표면 상에 투사하는 레이저 빔을 방출하고;
상기 구동 모터들은 상기 제어기에 연결되고 상기 제어기에 의해 제어되어, 상기 레이저 빔이 상기 공작물 표면의 미리 설정된 부분 내에 투사되는 것을 돕는 상기 초점 렌즈 그룹을 제어하기 위해 상기 초점 렌즈 그룹에 토크(torque)를 출력하는 것을 특징으로 하는 레이저 리소그래피 장치(laser lithographic machine).
Laser devices,
Focus lens group,
Controller,
Drive motors, and
Positioning platform,
&Lt; / RTI &gt;
The laser devices emit a laser beam that passes through the focus lens group and projects onto a surface of a workpiece positioned on the positioning platform;
The drive motors are coupled to the controller and controlled by the controller to apply torque to the focus lens group to control the focus lens group to help the laser beam to be projected within a predetermined portion of the workpiece surface. Laser lithographic machine, characterized in that for outputting.
청구항 14에 있어서,
복수의 상기 레이저 장치들 및, 상기 레이저 장치들에 상응하는 복수의 상기 초점 렌즈 그룹들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 리소그래피 장치.
The method according to claim 14,
And a plurality of said laser apparatuses and a plurality of said focus lens groups corresponding to said laser apparatuses.
청구항 14에 있어서,
상기 초점 렌즈 그룹은 빔 확장기(beam expander), X축 상의 반사기(reflector), Y축 상의 반사기 및 스캔 렌즈를 포함하고,
상기 레이저 장치들에 의해 방출되는 상기 레이저 빔은 상기 빔 확장기에 의해 확장되며 X축 상의 상기 반사기 및 Y축 상의 상기 반사기에 의해 반사되고, 그리고 나서 상기 스캔 렌즈로 초점이 맞춰져 상기 공작물의 표면 상에 투사되는 것을 특징으로 하는 레이저 리소그래피 장치.
The method according to claim 14,
The focus lens group includes a beam expander, a reflector on the X axis, a reflector on the Y axis, and a scan lens,
The laser beam emitted by the laser devices is extended by the beam expander and reflected by the reflector on the X axis and the reflector on the Y axis, and then focused on the scan lens and onto the surface of the workpiece. Projected laser lithography apparatus.
청구항 16에 있어서,
상기 구동 모터들은 X축, Y축 및 Z축 상의 구동 모터들을 포함하고 X축 상의 상기 반사기, Y축 상의 상기 반사기 및 Z축 상의 상기 스캔 렌즈를 구동하는 것을 특징으로 하는 레이저 리소그래피 장치.
18. The method of claim 16,
And the drive motors comprise drive motors on X, Y and Z axes and drive the reflector on X axis, the reflector on Y axis and the scan lens on Z axis.
청구항 14에 있어서,
상기 제어기는 상기 위치설정 플랫폼의 이동 속도를 상기 레이저의 펄스 밀도와 일치시키도록 하기 위해 동기 기동 제어(synchronous trigger control)를 수행하는 것을 특징으로 하는 레이저 리소그래피 장치.
The method according to claim 14,
And the controller performs synchronous trigger control to match the moving speed of the positioning platform to the pulse density of the laser.
청구항 14에 있어서,
상기 제어기는 상기 초점 렌즈 그룹들을 조정함으로써 상기 공작물의 표면 상에 투사되는 상기 레이저 빔의 레이저 스팟(spot)의 지름을 조정하기 위해 초점 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 레이저 리소그래피 장치.
The method according to claim 14,
And the controller performs focus control to adjust the diameter of the laser spot of the laser beam projected on the surface of the workpiece by adjusting the focus lens groups.
청구항 19에 있어서,
상기 레이저 스팟들의 상기 지름은 10㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 레이저 리소그래피 장치.
The method of claim 19,
And said diameter of said laser spots is 10 mu m or less.
청구항 14에 있어서,
상기 제어기는 상기 레이저 장치들 및 상기 미리 설정된 부분 상에 형성되는 식각 부분의 에너지 밀도에 대한 렌즈 스캐닝 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 레이저 리소그래피 장치.The method according to claim 14,
And the controller performs lens scanning control on the energy density of the etching portions formed on the laser apparatuses and the predetermined portion.
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