KR101474974B1 - Micro pattern machining method using tool angle control - Google Patents

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KR101474974B1 KR1020130069618A KR20130069618A KR101474974B1 KR 101474974 B1 KR101474974 B1 KR 101474974B1 KR 1020130069618 A KR1020130069618 A KR 1020130069618A KR 20130069618 A KR20130069618 A KR 20130069618A KR 101474974 B1 KR101474974 B1 KR 101474974B1
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a micropattern machining method comprises: a tool installing step which fixates a tool to a holder; a vertical error calibrating step which calibrates a vertical direction error value by measuring a vertical substance of a position error according to rotation of the tool and a vertical substance of a position error generated when installing the tool; a horizontal error calibrating step which calibrates a horizontal direction error value by measuring a horizontal substance of a position error according to rotation of the tool and a horizontal substance of a position error generated when installing the tool; and a pattern machining step which forms a pattern on a substrate by rotating the tool.

Description

공구의 각도 조절을 이용한 미세패턴 가공 방법{MICRO PATTERN MACHINING METHOD USING TOOL ANGLE CONTROL}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a micro pattern machining method,

본 발명은 공구를 이용한 미세패턴의 가공 방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 공구의 각도를 조절하여 위치에 따라 각도가 다른 미세패턴을 가공하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of machining a fine pattern using a tool, and more particularly to a method of machining a fine pattern having a different angle depending on a position by adjusting a tool angle.

최근 3D 디스플레이에 대한 수요 및 시장이 증가함에 따라 3D 화면을 구현하는 방안에 대한 다양한 연구가 수행되고 있다. 3D 화면을 구현하는 방식의 하나인 광 변조방식은 별도의 안경이 필요하지 않으면서도 화질이 좋기 때문에 차세대 기술로 각광받고 있다. 광 변조방식을 구현하기 위해서는 좌우측 눈에 들어가는 화상을 다르게 제어할 수 있는 도광판이 필수적인데, 이 도광판 표면에는 위치에 따라 각도가 다른 패턴이 형성되어야 한다. Recently, as demand and market for 3D display have increased, various researches on implementing a 3D screen have been carried out. The optical modulation method, which is one of the methods of realizing the 3D screen, is attracting attention as the next generation technology because the image quality is good without the need of additional glasses. In order to realize the optical modulation method, a light guide plate capable of controlling different images of the left and right eyes is indispensable. On the surface of the light guide plate, patterns having angles different from each other should be formed.

위치에 따라 각도가 다른 패턴을 가공하기 위해서는 가공 공구를 회전시켜야 하는데, 종래에는 회전각도에 따라 수직방향의 위치변화와 수평방향의 위치변화의 기하학적인 관계를 계산하여 위치를 보정하였다.In order to process patterns with different angles according to position, the machining tool must be rotated. In the past, the geometric relationship between the positional change in the vertical direction and the positional change in the horizontal direction was calculated according to the rotation angle.

그러나 실제 가공에서는 이렇게 가공을 할 경우에는 패턴들의 깊이 및 폭이 계획한 값들과 상이한 문제점이 발생하였고, 특히 패턴의 깊이 방향으로 오차가 매우 크게 나타나서 수직방향의 위치변화가 제대로 반영되지 못하는 문제가 발생한다.However, in actual processing, there is a problem that the depth and width of the patterns are different from the planned values in the case of such processing, and in particular, the error is very large in the depth direction of the pattern, do.

특히 이러한 현상은 패턴의 크기가 수십 마이크로미터 이하로 작을 경우에 더욱 심각해진다. 이에 공구가 회전하며 수십 마이크로미터 크기 이하의 패턴을 가공하여도 수직방향 및 수평방향의 위치변화가 정확히 반영되어 모든 패턴에서 패턴의 깊이 및 폭이 기 설정된 값과 동일하게 형성될 수 있는 위치 보정방법이 필요하다.Particularly, this phenomenon becomes more serious when the size of the pattern is as small as a few tens of micrometers or less. Therefore, even if the tool is rotated and a pattern having a size of several tens of micrometers or less is machined, the position and orientation of the pattern can be precisely reflected in the vertical direction and the horizontal direction, Is required.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 공구가 회전한 뒤 발생되는 수평 및 수직방향의 위치를 보정하여 정밀하면서 위치에 따라 각도가 상이한 미세패턴을 형성할 수 있는 미세 패턴 가공 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems as described above, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for forming fine patterns having different angles according to positions by correcting horizontal and vertical positions, And to provide a method for processing a fine pattern.

본 발명의 일 측면에 따른 미세 패턴의 가공 방법은 공구를 홀더에 고정 설치하는 공구 설치단계와, 상기 공구의 회전에 따른 위치 오차의 수직 성분과 상기 공구의 설치 시에 발생한 위치 오차의 수직 성분을 함께 측정하여 수직방향 오차값을 보정하는 수직오차 보정단계와, 상기 공구의 회전에 따른 위치 오차의 수평 성분과 상기 공구의 설치 시에 발생한 위치 오차의 수평 성분을 함께 측정하여 수평방향 오차값을 보정하는 수평오차 보정단계, 및 상기 공구를 회전시켜서 기판에 패턴을 형성하는 패턴 가공 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of machining a fine pattern, including: a tool mounting step of fixing a tool to a holder; a vertical component of a position error occurring when the tool is rotated, A vertical error correcting step of correcting a horizontal direction error value by measuring a horizontal error value of the position error generated when the tool is installed, And a pattern processing step of forming a pattern on the substrate by rotating the tool.

상기 수직오차 보정단계에서는 상기 공구의 회전에 따른 오차의 수직성분과 상기 공구의 회전 시에 상기 공구의 설치에 따라 발생하는 수평 오차인 공구설치 수평오차에 의하여 발생한 오차의 수직성분 값을 합하여 상기 수직오차를 측정하고 수직방향 오차 값을 보정할 수 있다.Wherein the vertical error correcting step corrects the vertical component of the error due to the rotation of the tool and the vertical component of the error caused by the tool installation horizontal error, The error can be measured and the vertical error value can be corrected.

상기 공구의 회전 각도를 θ라 하고, 상기 공구의 설치 시에 발생하는 수평방향 오차인 공구설치 수평오차를 esy라 하며, 상기 공구의 회전 반경을 r이라 할 때, 상기 공구의 위치에 대한 수직방향 오차인 수직오차는 (1-cosθ)·r + esy·sinθ로 이루어질 수 있다.And a tool mounting horizontal error, which is a horizontal error occurring when the tool is installed, is referred to as esy, and when a turning radius of the tool is r, a vertical direction with respect to a position of the tool The vertical error, which is an error, can be (1-cos [theta]) · r + esy · sin [theta].

상기 수직오차 보정단계는 상기 공구를 제1 각도(θ1)로 회전시킨 후에 패턴에 접촉하는 제1 접촉 단계와 상기 제1 각도(θ1)로 회전된 공구 단부의 수직 위치를 측정하는 제1 수직위치 측정단계와 상기 공구를 상기 제1 각도(θ1)와 상이한 제2 각도(θ2)로 회전시킨 후에 패턴에 접촉하는 제2 접촉 단계, 및 상기 제2 각도(θ2)로 회전된 공구 단부의 수직 위치를 측정하는 제2 수직위치 측정단계를 포함할 수 있다.Wherein the vertical error correction step includes a first contacting step of contacting the pattern after rotating the tool at a first angle &thetas; 1 and a first vertical position measuring a vertical position of the tool end rotated at the first angle & A second contacting step of contacting the pattern after rotating the tool at a second angle (? 2) different from the first angle (? 1), and a second contacting step of contacting the tool with a vertical position of the tool end rotated at the second angle And a second vertical position measuring step of measuring the vertical position of the object.

상기 제1 수직위치 측정단계 및 상기 제2 수직위치 측정단계는 상기 공구의 회전이 없을 때의 위치와 제1 각도(θ1) 및 제2 각도(θ2)의 위치의 차이를 통하여 상기 공구의 상대적인 공구의 상대적인 수직 위치를 측정할 수 있다.Wherein the first vertical position measuring step and the second vertical position measuring step are performed on the basis of the position of the tool without rotation and the position of the first angle &thetas; 1 and the second angle & Can be measured.

상기 수직오차 보정단계는 이송부재를 이용하여 공구를 수직 오차만큼 이송시키는 수직위치 보정단계를 더 포함할 수 있다.The vertical error correction step may further include a vertical position correction step of vertically shifting the tool using the transfer member.

상기 제1 수직위치 측정단계 및 상기 제2 수직위치 측정단계는 상기 공구 단부의 수직 위치를 상기 홀더와 연결 설치된 동력계를 이용하여 측정할 수 있다.The first vertical position measuring step and the second vertical position measuring step may measure the vertical position of the tool end portion using a dynamometer connected to the holder.

상기 수평오차 보정단계에서는 상기 공구의 설치 시에 발생하는 수평방향 오차인 공구설치 수평오차와 공구설치 수평오차의 회전으로 인하여 발생한 오차의 수평성분 값의 차이를 구하고, 상기 차이를 공구의 회전에 따른 오차와 합하여 상기 수평오차를 측정하고 수평오차를 보정할 수 있다.In the horizontal error correction step, the difference between the horizontal component values of errors generated due to the rotation of the tool installation horizontal error and the horizontal error of the tool, which is a horizontal error occurring at the installation of the tool, is obtained. The horizontal error can be measured and the horizontal error can be corrected.

상기 공구의 회전 각도를 θ라 하고, 상기 공구의 설치 시에 발생하는 수평방향 오차인 공구설치 수평오차를 esy라 하며, 상기 공구의 회전 반경을 r이라 할 때, 상기 공구의 위치에 대한 수평방향 오차인 수평오차는 sinθ·r + esy·(cosθ- 1)로 이루어질 수 있다.The horizontal angle of the tool is expressed as esy and the turning radius of the tool is represented by r, the horizontal angle of the tool with respect to the horizontal direction The horizontal error, which is an error, can be made sin θ · r + esy · (cos θ -1).

상기 패턴 가공 단계에서는 상기 공구를 기 설정된 회전각만큼 회전시키면서 상기 기판 상에 미세패턴을 연속적으로 형성하며, 상기 미세 패턴은 경사면을 갖고, 서로 이웃하는 미세 패턴의 경사면의 경사각이 서로 상이하도록 가공할 수 있다.The fine pattern is continuously formed on the substrate while rotating the tool by a predetermined rotation angle in the pattern processing step, and the fine pattern has an inclined surface, and the inclined surfaces of the inclined surfaces of the adjacent fine patterns are processed to be different from each other .

본 발명에 따른 미세 패턴의 가공 방법은 공구의 회전에 따른 오차와 공구의 설치 시에 발생한 오차를 수평 오차와 수직 오차로 구분하여 측정하고 이를 바탕으로 공구의 위치를 보정하므로 공구의 각도를 변경하는 경우에도 정밀하게 미세 패턴을 가공할 수 있다.The fine pattern processing method according to the present invention measures an error caused by a rotation of a tool and an error generated when a tool is installed by dividing the error into a horizontal error and a vertical error, The fine pattern can be processed precisely.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 패턴 가공 장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 패턴 가공 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공구의 각도 변화를 나타낸 구성도이다.
도 4는 종래의 공구의 각도 변화를 나타낸 구성도이다.
도 5a는 종래의 방식으로 가공된 패턴을 나타낸 사진이고, 도 5b는 종래의 방식으로 가공된 패턴의 단면을 나타낸 사진이며, 도 5c는 종래의 방식으로 가공된 패턴의 단면을 확대하여 나타낸 사진이며, 도 5d는 종래의 방식으로 가공된 패턴의 단면을 확대하여 나타낸 사진이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따라 가공된 패턴을 나타낸 사진이고, 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따라 가공된 패턴을 확대하여 나타낸 사진이며, 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따라 가공된 패턴의 단면을 나타낸 사진이고, 도 6d는 본 발명의 일 실시예에 따라 가공된 패턴의 단면을 확대하여 나타낸 사진이다.1 is a block diagram showing a fine patterning apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of processing a fine pattern according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a change in angle of a tool according to an embodiment of the present invention.
Fig. 4 is a diagram showing a change in angle of a conventional tool.
FIG. 5A is a photograph showing a pattern processed in a conventional manner, FIG. 5B is a photograph showing a cross section of a pattern processed in a conventional manner, FIG. 5C is a photograph showing a cross section of a pattern processed in a conventional manner And Fig. 5D is a photograph showing an enlarged cross-section of a pattern processed by a conventional method.
FIG. 6A is a photograph showing a pattern processed according to an embodiment of the present invention, FIG. 6B is an enlarged photograph of a pattern processed according to an embodiment of the present invention, FIG. 6D is a photograph showing an enlarged cross-section of a pattern processed according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly explain the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 패턴의 가공 방법을 설명하기 위한 구성도이다.FIG. 1 is a block diagram for explaining a method of processing a fine pattern according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 미세 패턴의 가공 장치는 기판(30)이 장착되는 스테이지(21)와 공구(10)를 지지하는 홀더(24), 홀더(24)와 연결되어 홀더(24)와 함께 공구(10)를 이송시키는 이송부재(25)를 포함한다.1, the apparatus for working a fine pattern according to the present embodiment is connected to a stage 21 on which a substrate 30 is mounted, a holder 24 for holding the tool 10, and a holder 24 And a transfer member (25) for transferring the tool (10) together with the holder (24).

스테이지(21)는 기판(30)의 하부에 위치하여 기판(30)을 지지하고 이송시키는 바, 도 1에서 x축 방향으로 기판(30)을 이송시킨다. 여기서 기판은 3D 화면을 구현하기 위한 도광판 금형으로 이루어질 수 있다.The stage 21 is positioned below the substrate 30 to support and transport the substrate 30. The substrate 30 is transported in the x-axis direction in Fig. Here, the substrate may be made of a light guide plate mold for realizing a 3D screen.

또한, 홀더(24)는 공구(10)를 고정하며, 홀더(24)에는 동력계(dynamometer)(27)가 연결 설치된다. 동력계(27)는 공구(10)가 기판(30)과 맞닿을 때 발생하는 응력을 감지하여 공구(10)의 수직 위치를 파악한다. 이송부재(25)는 동력계(27)를 매개로 홀더(24)와 연결되는 바, 이송부재(25)는 동력계(27)를 지지하며, 공구(10)를 y축, z축 방향으로 이송시키고, 공구(10)를 A방향으로 회동시킨다. 여기서 y축은 공구의 길이 방향과 평행한 방향이며, z축은 y축에 수직인 방향이다. 그리고 A방향은 x축을 중심으로 회전하는 방향이다.The holder 24 fixes the tool 10 and a dynamometer 27 is connected to the holder 24. The dynamometer 27 senses the stress generated when the tool 10 comes into contact with the substrate 30 and grasps the vertical position of the tool 10. [ The transfer member 25 is connected to the holder 24 via the dynamometer 27. The transfer member 25 supports the dynamometer 27 and transfers the tool 10 in the y axis and z axis directions , The tool 10 is rotated in the A direction. Here, the y-axis is the direction parallel to the longitudinal direction of the tool, and the z-axis is the direction perpendicular to the y-axis. And the direction A is the direction of rotation about the x axis.

한편, 스테이지(21)와 이송부재(25)에는 제어부(28)가 연결 설치되는 바, 제어부(28)는 공구(10)의 위치 오차를 계산하여 공구(10)의 수직 위치 및 수평 위치를 보정하는 역할을 한다. 제어부(28)의 명령에 의하여 이송부재(25)는 공구(10)를 y축 및 z축 방향으로 이송한다. The control unit 28 is connected to the stage 21 and the feed member 25 so that the control unit 28 calculates the position error of the tool 10 and corrects the vertical position and the horizontal position of the tool 10 . The feed member 25 feeds the tool 10 in the y-axis and z-axis directions by an instruction from the control unit 28. [

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 패턴 가공 방법을 나타낸 순서도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공구의 각도 변화를 나타낸 구성도이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of processing a fine pattern according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram illustrating a change in angle of a tool according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 본 실시예에 따른 미세 패턴의 가공 방법은 공구 설치단계(S101), 수직오차 보정단계(S102), 수평오차 보정단계(S103), 및 패턴 가공 단계(S104)를 포함한다.2 and 3, the method for machining a fine pattern according to the present embodiment includes a tool installing step S101, a vertical error correcting step S102, a horizontal error correcting step S103, and a pattern machining step S104 ).

공구 설치단계(S101)는 미세 패턴 가공을 위한 공구(10)를 홀더(24)에 고정 설치한다. 이 때 공구(10)는 다이아몬드 팁으로 이루어질 수 있으며, 홀더(24)는 척 등의 구조로 이루어질 수 있다.In the tool setting step S101, the tool 10 for fine pattern processing is fixed to the holder 24. In this case, the tool 10 may be formed of a diamond tip, and the holder 24 may be formed of a chuck or the like.

공구(10)를 사용하다 보면 공구(10)가 마모되므로 공구(10)를 주기적으로 교체하여야 한다. 공구(10)를 교체하는 과정에서 공구(10)의 위치변화에 따라 미세한 오차가 발생할 수 있다. 미세 패턴은 수 ㎛ 내지 수십 ㎛의 폭을 갖도록 형성될 수 있으며, 공구(10)의 교체 과정에서 발생하는 오차는 매우 작은 오차라 하더라도 미세 패턴의 형성에 큰 문제를 야기할 수 있다.When using the tool 10, the tool 10 is worn out, so the tool 10 must be replaced periodically. A minute error may occur depending on the positional change of the tool 10 in the process of replacing the tool 10. [ The fine pattern can be formed to have a width of several micrometers to several tens of micrometers, and errors occurring in the process of replacing the tool 10 can cause a great problem in formation of a fine pattern even with a very small error.

수직오차 보정단계(S102)에서는 공구(10)의 회전에 따른 오차와 공구(10)를 설치하는 과정에서 발생한 오차를 함께 측정한다. 즉 수직오차 보정단계(S102)에서는 공구(10)의 회전에 따른 위치 오차의 수직 성분과 공구(10)의 설치 시에 발생한 위치 오차의 수직 성분을 고려하여 공구(10) 위치의 수직오차를 도출한다.In the vertical error correction step (S102), an error due to the rotation of the tool 10 and an error generated during the installation of the tool 10 are measured together. In other words, in the vertical error correction step (S102), the vertical error of the position of the tool 10 is calculated in consideration of the vertical component of the position error due to the rotation of the tool 10 and the vertical component of the position error occurring at the time of installation of the tool 10 do.

수직오차 보정단계(S102)는 공구(10)를 제1 각도(θ1)로 회전시킨 후에 패턴에 접촉하는 제1 접촉 단계와 제1 각도(θ1)로 회전된 공구 단부의 수직 위치를 측정하는 제1 수직위치 측정단계와 공구(10)를 제2 각도(θ2)로 회전시킨 후에 패턴에 접촉하는 제2 접촉 단계, 및 제2 각도(θ2)로 회전된 공구(10) 단부의 수직 위치를 측정하는 수직위치 측정단계, 그리고 공구를 이동시키는 수직위치 보정단계를 포함한다. 여기서 제1 각도(θ1)와 제2 각도(θ2)는 서로 상이한 각도이다.The vertical error correction step S102 is a step of measuring the vertical position of the tool end rotated at the first angle [theta] 1 and the first contact step of contacting the pattern after rotating the tool 10 at the first angle [ 1 vertical position measuring step and a second contacting step of contacting the pattern after rotating the tool 10 at the second angle 2 and measuring the vertical position of the end of the tool 10 rotated at the second angle 2 And a vertical position correcting step of moving the tool. Here, the first angle? 1 and the second angle? 2 are different from each other.

수직오차 보정단계(S102)에서는 제어부(28)가 공구(10)의 회전에 따른 오차의 수직방향 성분과 공구(10)의 회전 시에 공구(10)의 설치 수평오차에 의하여 발생한 오차의 수직성분 값을 합하여 공구의 수직오차(etz)를 측정한다. 즉, 공구(10)의 설치 시에 발생하는 공구설치 수평오차를 esy라 하면, 공구설치 수평오차의 회전으로 인하여 발생한 오차의 수직성분 값은 esy·sinθ가 된다.In the vertical error correction step (S102), the control unit 28 calculates the vertical component of the error due to the rotation of the tool 10 and the vertical component of the error caused by the installation horizontal error of the tool 10 during rotation of the tool 10 The values are summed to measure the tool's vertical error (e tz ). That is, assuming that the horizontal error of the tool installation occurring at the time of installation of the tool 10 is e sy , the vertical component of the error due to the rotation of the tool installation horizontal error is e sy · sin θ.

따라서 공구(10)의 회전에 따른 오차의 수직방향 성분 값인 (1-cosθ)·r과 공구설치 수평오차의 회전으로 인하여 발생한 오차의 수직성분 값인 esy ·sinθ를 더하면 공구(10)의 수직오차(etz)를 얻을 수 있다.Therefore , by adding (1-cos?) · R, which is the vertical component value of the error due to the rotation of the tool 10, and e sy · sin θ, which is the vertical component value of the error caused by the rotation of the tool installation horizontal error, (e tz ) can be obtained.

공구(10)의 회전 각도를 θ라 하고, 공구(10)의 설치 시에 발생하는 수평방향 오차인 공구설치 수평오차를 esy라 하며, 공구(10)의 회전 반경을 r이라 하고, 공구(10)의 위치에 대한 수직방향 오차인 수직오차를 etz라 할 때, 공구의 수직오차(etz)는 아래의 [수학식 1]과 같이 나타낼 수 있다.The rotational angle of the tool 10 is denoted by θ and the horizontal error of the tool during mounting of the tool 10 is denoted by e sy and the turning radius of the tool 10 is denoted by r, 10), the vertical error of the tool (e tz) to the vertical error of the vertical direction of the position error e tz of La can be expressed by equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

etz = (1-cosθ)·r + esy·sinθe tz = (1-cos?) r + e sy sin?

제1 접촉 단계에서 공구(10)를 제1 각도(θ1)로 회전시켰을 때의 공구(10)의 수직오차는 e1tz = (1-cosθ1)·r + esy·sinθ1로 나타낼 수 있다. 또한, 제2 접촉 단계에서 공구(10)를 제2 각도(θ2)로 회전시켰을 때의 공구(10)의 수직오차는 e2tz = (1-cosθ2)·r + esy·sinθ2로 나타낼 수 있다. 여기서 θ1과 θ2는 기 설정된 각도이므로 이미 알고 있다. The vertical error of the tool 10 when the tool 10 is rotated at the first angle? 1 in the first contact step can be expressed as e1 tz = (1-cos? 1) r + e sy sin? Further, the vertical error of the tool 10 when the tool 10 is rotated at the second angle? 2 in the second contacting step can be represented by e2 tz = (1-cos? 2) r + e sy sin? . Here, since θ1 and θ2 are predetermined angles, they are already known.

제1 수직위치 측정단계에서는 θ1에서 공구(10) 단부의 수직위치를 측정하고, 제2 수직위치 측정단계에서는 θ2에서 공구(10) 단부의 수직위치를 측정한다. 제1 수직위치 측정단계와 제2 수직위치 측정단계에서는 공구의 회전이 없을 때(θ=0) 위치와 θ1 및 θ2의 위치의 차이를 통하여 공구의 상대적인 공구의 상대적인 수직 위치를 측정한다.In the first vertical position measuring step, the vertical position of the end of the tool 10 is measured at? 1, and at the second vertical position measuring step, the vertical position of the end of the tool 10 is measured at? 2. In the first vertical position measuring step and the second vertical position measuring step, the relative vertical position of the relative tool of the tool is measured through the difference between the position of the tool without rotation (? = 0) and the position of? 1 and? 2.

공구(10)의 수직 위치는 동력계(27)를 이용하여 측정할 수 있다. 공구(10)의 이동에 따라 공구(10)와 기판(30)이 맞닿을 때, 응력이 발생하며 이 응력을 동력계(27)가 감지하여 공구(10)의 수직 위치를 측정할 수 있다. 이때, 기 설정된 공구(10)의 위치와 측정된 공구(10)의 위치의 차이가 공구(10)의 수직 오차가 된다.The vertical position of the tool 10 can be measured using the dynamometer 27. Stress is generated when the tool 10 and the substrate 30 come into contact with the movement of the tool 10 and the dynamometer 27 senses the stress and the vertical position of the tool 10 can be measured. At this time, the difference between the position of the predetermined tool 10 and the position of the measured tool 10 becomes the vertical error of the tool 10. [

이에 따라 θ1에서 공구(10)의 수직오차(e1tz)와 θ2에서의 공구(10)의 수직오차(e2tz)에 대한 방정식을 연립하여 풀면 공구(10)의 회전반경(r)과 공구설치 수평오차(esy)를 구할 수 있다. 이와 같이 본 실시예에 따르면 공구(10)의 설치 시에 발생하는 오차와 공구(10)의 회전에 따른 오차를 고려하여 공구(10)의 각 회전 위치에 대한 수직 오차를 정밀하게 계산할 수 있다.The equations for the vertical error e1 tz of the tool 10 at θ1 and the vertical error e2 tz of the tool 10 at θ2 are solved and solved so that the turning radius r of the tool 10, The horizontal error e sy can be obtained. As described above, according to the present embodiment, the vertical error with respect to each rotation position of the tool 10 can be precisely calculated in consideration of the error occurring when the tool 10 is installed and the error caused by the rotation of the tool 10.

공구설치 수평오차(esy)는 공구(10)의 재 장착 시에 한번만 측정하면 되며, 이후에는 측정된 공구설치 수평오차(esy) 값을 이용하여 각도의 변화에 따라 보정값을 얻을 수 있다.The tool mounting horizontal error e sy can only be measured once when the tool 10 is reinstalled and thereafter the correction value can be obtained according to the change in angle using the measured tool installation horizontal error e sy value .

상기한 공구(10)의 수직 오차는 제어부(28)로 전달되며 제어부(28)는 수직 오차를 보정하는 신호를 발생시킨다. 수직위치 보정단계는 오차가 발생한 Z축 위치에 대하여 이송부재(25)를 이용하여 공구(10)의 수직 오차를 보정하도록 공구(10)를 기 설정된 위치로 이송시킨다.The vertical error of the tool 10 is transmitted to the controller 28, and the controller 28 generates a signal for correcting the vertical error. The vertical position correction step feeds the tool 10 to a predetermined position so as to correct the vertical error of the tool 10 using the feed member 25 with respect to the Z-axis position at which the error occurs.

한편, 수평오차 보정단계(S103)는 공구(10)의 회전에 따른 위치 오차의 수평 성분과 공구(10)의 설치 시에 발생한 위치 오차의 수평 성분을 함께 측정하고 수평오차를 보정한다.Meanwhile, in the horizontal error correction step S103, the horizontal component of the position error due to the rotation of the tool 10 is measured together with the horizontal component of the position error generated at the time of installation of the tool 10, and the horizontal error is corrected.

수평오차 보정단계(S103)는 수직오차 보정단계(S102)에서 측정된 공구설치 수평오차(esy)와 공구(10)의 회전반경(r)을 이용하여 수평오차를 구한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 수평오차 보정단계(S103)에서는 공구설치 수평오차와 공구설치 수평오차의 회전으로 인하여 발생한 오차의 수평성분 값의 차이를 구한 다음, 이를 공구(10)의 회전에 따른 오차와 합하여 공구의 수평오차(ety)를 측정한다.The horizontal error correction step S103 calculates the horizontal error using the tool installation horizontal error e sy measured in the vertical error correction step S102 and the rotation radius r of the tool 10. As shown in FIG. 3, in the horizontal error correction step (S103), the difference between the horizontal component values of errors generated due to the rotation of the tool installation horizontal error and the tool installation horizontal error is obtained, The horizontal error (e ty ) of the tool is measured together with the error.

즉, 공구(10)의 설치 시에 발생하는 설치 공구설치 수평오차를 esy라 하면, 공구설치 수평오차의 회전으로 인하여 발생한 오차의 수평성분 값은 esy·cosθ가 된다.That is, assuming that the horizontal error of the installation tool installed at the time of installation of the tool 10 is e sy , the horizontal component of the error caused by the rotation of the horizontal error of the tool installation is e sy · cos θ.

공구(10)의 회전 각도를 θ라 하고, 공구(10)의 설치 시에 발생하는 공구설치 수평오차를 esy라 하며, 공구(10)의 회전 반경을 r이라 하고, 공구의 수평오차를 ety라 할 때, 공구의 수평오차(ety)는 아래의 [수학식 2]과 같이 나타낼 수 있다.The rotational angle of the tool 10 is denoted by θ and the tool mounting horizontal error occurring at the time of installing the tool 10 is denoted by e sy and the turning radius of the tool 10 is denoted by r and the horizontal error of the tool is denoted by e when ty la, can be expressed as equation (2) below the horizontal error of the tool (e ty).

[수학식 2]&Quot; (2) "

ety = sinθ·r + esy·(cosθ- 1)e ty = sin? r + e sy (cos? - 1)

여기서 공구의 회전반경(r)과 공구설치 수평오차(esy) 상기한 수직오차 보정단계(S102)에서 알 수 있으므로 공구(10)의 수평 오차를 용이하게 구할 수 있다.Since the turning radius r of the tool and the horizontal error e sy of the tool can be known in the vertical error correcting step S102, the horizontal error of the tool 10 can be easily obtained.

상기한 공구(10)의 수평 오차는 제어부(28)로 전달되며 제어부(28)는 수평 오차를 보정하는 신호를 발생시킨다. 이송부재(25)는 오차가 발생한 Y축 위치에 대하여 공구(10)의 수평 오차를 보정하도록 공구(10)를 기 설정된 위치로 이송시킨다.The horizontal error of the tool 10 is transmitted to the controller 28, and the controller 28 generates a signal for correcting the horizontal error. The transferring member 25 transfers the tool 10 to a predetermined position so as to correct the horizontal error of the tool 10 with respect to the Y-axis position at which the error occurs.

패턴 가공 단계(S104)는 공구를 회전시키면서 기판 상에 대략 삼각형의 단면을 갖는 미세패턴을 연속적으로 형성한다. 이때, 각 패턴의 형성 시에 공구(10)를 기 설정된 각도로 회전시키면서 형성하므로 이웃하는 패턴이 갖는 경사면의 경사각은 서로 상이하다. 도 6d는 공구(10)를 2°씩 회전시키면서 20㎛의 깊이를 갖는 패턴을 가공한 결과를 나타낸 사진이며, 공구의 각도는 패턴의 중심을 기준으로 -8°에서 8°까지 변화되었다. 도 6d에 도시된 바와 같이 서로 이웃하는 미세 패턴의 하단 꼭지점의 각도는 서로 상이한 것을 확인할 수 있다.The pattern processing step S104 continuously forms a fine pattern having a substantially triangular cross section on the substrate while rotating the tool. At this time, since the tool 10 is formed while rotating the tool 10 at a predetermined angle in forming each pattern, the inclination angles of the inclined surfaces of the neighboring patterns are different from each other. 6D is a photograph showing a result of processing a pattern having a depth of 20 mu m while rotating the tool 10 by 2 DEG. The angle of the tool was changed from -8 DEG to 8 DEG with respect to the center of the pattern. As shown in FIG. 6D, the angles of the lower end vertexes of the neighboring fine patterns are different from each other.

상기한 바와 같이 본 실시예에 따르면 수직 오차 및 수평 오차를 정확하게 측정하여 공구(10)를 기 설정된 위치로 정밀하게 이송시킬 수 있으며, 보정된 위치로 이송된 공구(10)를 이용하여 가공을 실시하면 패턴의 경사각을 변경시키면서도 정밀한 치수를 갖는 패턴을 형성할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, it is possible to precisely transfer the tool 10 to a predetermined position by accurately measuring the vertical error and the horizontal error, and to perform processing using the tool 10 transferred to the corrected position It is possible to form a pattern having a precise dimension while changing the inclination angle of the pattern.

도 4는 종래의 공구의 각도 변화를 나타낸 구성도이다.Fig. 4 is a diagram showing a change in angle of a conventional tool.

도 5a는 종래의 방식으로 가공된 패턴을 나타낸 사진이고, 도 5b는 종래의 방식으로 가공된 패턴의 단면을 나타낸 사진이며, 도 5c는 종래의 방식으로 가공된 패턴의 단면을 확대하여 나타낸 사진이며, 도 5d는 종래의 방식으로 가공된 패턴의 단면을 확대하여 나타낸 사진이다.FIG. 5A is a photograph showing a pattern processed in a conventional manner, FIG. 5B is a photograph showing a cross section of a pattern processed in a conventional manner, FIG. 5C is a photograph showing a cross section of a pattern processed in a conventional manner And Fig. 5D is a photograph showing an enlarged cross-section of a pattern processed by a conventional method.

도 4에 도시된 바와 같이 종래에는 공구(40)의 수평 오차와 수직 오차를 공구의 회전으로 인한 원인만 고려하여 측정하였다. 즉, 수평 오차(ey)는 공구의 회전각(θ)과 회전반경(r)에 의하여 sinθ·r로 측정하였으며, 수직 오차(ez)는 (1-cosθ)·r로 측정하였다.As shown in FIG. 4, the horizontal error and the vertical error of the tool 40 are measured in consideration of the cause of rotation of the tool. That is, the horizontal error (e y ) was measured by sin θ · r by the rotation angle (θ) and the turning radius (r) of the tool, and the vertical error (e z ) was measured by (1-cos θ) · r.

그러나 도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같이 공구(40)의 설치 시에 발생하는 오차를 보정하지 아니하면 패턴이 설정된 값으로 가공되지 못하고 패턴이 깊이가 상이하게 형성되는 것을 알 수 있다.However, as shown in FIGS. 5A to 5D, if the error occurring at the time of installing the tool 40 is not corrected, the pattern can not be processed to the set value, and the patterns are formed to have different depths.

도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따라 가공된 패턴을 나타낸 사진이고, 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따라 가공된 패턴을 확대하여 나타낸 사진이며, 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따라 가공된 패턴의 단면을 나타낸 사진이고, 도 6d는 본 발명의 일 실시예에 따라 가공된 패턴의 단면을 확대하여 나타낸 사진이다.FIG. 6A is a photograph showing a pattern processed according to an embodiment of the present invention, FIG. 6B is an enlarged photograph of a pattern processed according to an embodiment of the present invention, FIG. 6D is a photograph showing an enlarged cross-section of a pattern processed according to an embodiment of the present invention.

도 6a 내지 도 6d에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면 설정된 깊이 및 폭으로 정밀하게 패턴을 가공할 수 있다.As shown in FIGS. 6A to 6D, according to the embodiment of the present invention, it is possible to precisely process a pattern with a predetermined depth and width.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, and that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. Of course.

10, 40: 공구 21: 스테이지
24: 홀더 25: 이송부재
27: 동력계 28: 제어부
30: 기판10, 40: tool 21: stage
24: holder 25:
27: dynamometer 28:
30: substrate

Claims (10)

공구를 홀더에 고정 설치하는 공구 설치단계;
상기 공구의 회전에 따른 위치 오차의 수직 성분과 상기 공구의 설치 시에 발생한 위치 오차의 수직 성분을 함께 측정하여 수직방향 오차값을 보정하는 수직오차 보정단계;
상기 공구의 회전에 따른 위치 오차의 수평 성분과 상기 공구의 설치 시에 발생한 위치 오차의 수평 성분을 함께 측정하여 수평방향 오차값을 보정하는 수평오차 보정단계;
상기 공구를 회전시켜서 기판에 패턴을 형성하는 패턴 가공 단계;를 포함하는 미세 패턴 가공 방법.A tool mounting step for fixing the tool to the holder;
A vertical error correction step of correcting a vertical direction error value by measuring a vertical component of a position error due to the rotation of the tool and a vertical component of a position error generated when the tool is installed;
A horizontal error correction step of correcting a horizontal direction error value by measuring a horizontal component of a position error according to the rotation of the tool and a horizontal component of a position error generated when the tool is installed;
And a patterning step of rotating the tool to form a pattern on the substrate. 제1 항에 있어서,
상기 수직오차 보정단계에서는 상기 공구의 회전에 따른 오차의 수직성분과 상기 공구의 회전 시에 상기 공구의 설치에 따라 발생하는 수평 오차인 공구설치 수평오차에 의하여 발생한 오차의 수직성분 값을 합하여 상기 수직오차를 측정하고 수직방향 오차 값을 보정하는 미세 패턴 가공 방법.The method according to claim 1,
Wherein the vertical error correcting step corrects the vertical component of the error due to the rotation of the tool and the vertical component of the error caused by the tool installation horizontal error, A fine pattern processing method for measuring an error and correcting a vertical direction error value. 제2 항에 있어서,
상기 공구의 회전 각도를 θ라 하고, 상기 공구의 설치 시에 발생하는 수평방향 오차인 공구설치 수평오차를 esy라 하며, 상기 공구의 회전 반경을 r이라 할 때, 상기 공구의 위치에 대한 수직방향 오차인 수직오차는 (1-cosθ)·r + esy·sinθ인 미세 패턴 가공 방법.3. The method of claim 2,
Perpendicular to the horizontal error of the tool to install the horizontal error produced at the time of installation of the tool e sy La, and the angle of rotation of the tool θ d, and the radius of rotation of the tool to the position of the tool when the called r And the vertical error as the direction error is (1-cos?) R + e sy sin?. 제3 항에 있어서,
상기 수직오차 보정단계는 상기 공구를 제1 각도(θ1)로 회전시킨 후에 패턴에 접촉하는 제1 접촉 단계와 상기 제1 각도(θ1)로 회전된 공구 단부의 수직 위치를 측정하는 제1 수직위치 측정단계와 상기 공구를 상기 제1 각도(θ1)와 상이한 제2 각도(θ2)로 회전시킨 후에 패턴에 접촉하는 제2 접촉 단계, 및 상기 제2 각도(θ2)로 회전된 공구 단부의 수직 위치를 측정하는 제2 수직위치 측정단계를 포함하는 미세 패턴 가공 방법.The method of claim 3,
Wherein the vertical error correcting step includes a first contacting step of contacting the pattern after rotating the tool at a first angle &thetas; 1 and a first vertical position measuring a vertical position of the tool end rotated at the first angle & A second contacting step of contacting the pattern after rotating the tool at a second angle (? 2) different from the first angle (? 1), and a second contacting step of contacting the tool with a vertical position of the tool end rotated at the second angle And a second vertical position measuring step of measuring a second vertical position. 제4 항에 있어서,
상기 제1 수직위치 측정단계 및 상기 제2 수직위치 측정단계는 상기 공구의 회전이 없을 때의 위치와 제1 각도(θ1) 및 제2 각도(θ2)의 위치의 차이를 통하여 상기 공구의 상대적인 공구의 상대적인 수직 위치를 측정하는 미세 패턴 가공 방법.5. The method of claim 4,
Wherein the first vertical position measuring step and the second vertical position measuring step are performed on the basis of the position of the tool without rotation and the position of the first angle &thetas; 1 and the second angle & Wherein the relative vertical position of the fine pattern is measured. 제4 항에 있어서,
상기 수직오차 보정단계는 이송부재를 이용하여 공구를 수직 오차만큼 이송시키는 수직위치 보정단계를 더 포함하는 미세 패턴 가공 방법.5. The method of claim 4,
Wherein the vertical error correcting step further comprises a vertical position correcting step of using the transferring member to transfer the tool by a vertical error. 제4 항에 있어서,
상기 제1 수직위치 측정단계 및 상기 제2 수직위치 측정단계는 상기 공구 단부의 수직 위치를 상기 홀더와 연결 설치된 동력계를 이용하여 측정하는 미세 패턴 가공 방법.5. The method of claim 4,
Wherein the first vertical position measuring step and the second vertical position measuring step measure the vertical position of the tool end portion using a dynamometer connected to the holder. 제1 항에 있어서,
상기 수평오차 보정단계에서는 상기 공구의 설치 시에 발생하는 수평방향 오차인 공구설치 수평오차와 공구설치 수평오차의 회전으로 인하여 발생한 오차의 수평성분 값의 차이를 구하고, 상기 차이를 공구의 회전에 따른 오차와 합하여 상기 수평오차를 측정하고 수평오차를 보정하는 미세 패턴 가공 방법.The method according to claim 1,
In the horizontal error correction step, the difference between the horizontal component values of errors generated due to the rotation of the tool installation horizontal error and the horizontal error of the tool, which is a horizontal error occurring at the installation of the tool, is obtained. Wherein the horizontal error is combined with the error and the horizontal error is corrected. 제8 항에 있어서,
상기 공구의 회전 각도를 θ라 하고, 상기 공구의 설치 시에 발생하는 수평방향 오차인 공구설치 수평오차를 esy라 하며, 상기 공구의 회전 반경을 r이라 할 때, 상기 공구의 위치에 대한 수평방향 오차인 수평오차는 sinθ·r + esy·(cosθ- 1)인 미세 패턴 가공 방법.9. The method of claim 8,
The horizontal angle error of the tool when the tool is installed is denoted by e sy and the turning radius of the tool is r, the horizontal angle of the tool with respect to the horizontal position of the tool And the horizontal error which is a direction error is sin? R + e sy? (Cos? - 1). 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 패턴 가공 단계에서는 상기 공구를 기 설정된 회전각만큼 회전시키면서 상기 기판 상에 미세패턴을 연속적으로 형성하며, 상기 미세 패턴은 경사면을 갖고, 서로 이웃하는 미세 패턴의 경사면의 경사각이 서로 상이하도록 가공하는 미세 패턴 가공 방법.10. The method according to any one of claims 1 to 9,
The fine pattern is continuously formed on the substrate while rotating the tool by a predetermined rotation angle, and the fine pattern has an inclined surface, and the inclined surfaces of the inclined surfaces of the adjacent fine patterns are processed to be different from each other Method of processing fine patterns.
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