KR101711726B1 - Ldi 노광장치의 스테이지 보정장치 및 이를 이용한 보정방법 - Google Patents

Ldi 노광장치의 스테이지 보정장치 및 이를 이용한 보정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, LDI 노광장치의 스테이지 보정장치 및 이를 이용한 보정방법에 관한 것으로서, 스테이지에 안착되는 기판의 실제 상태 즉, 축소 또는 확대되거나 일정각도 비틀려 있는 상태를 확인하고, 이에 맞춰 패턴이미지가 노광공정이 이루어짐으로써, 정확하고 정밀한 노광이 이루어지도록 하는 데 그 목적이 있다.
이를 위해 본 발명은, 스테이지 상에 안착되는 기판의 상태에 따라 정밀한 노광이 이루어지도록 보정하는 LDI 노광장치의 스테이지 보정장치에 있어서, 상기 기판(6)은 패턴이 형성되는 패턴영역(6a)이 형성되고 상기 패턴영역(6a)에 간섭되지 않으면서 기판(6)의 상태를 확인할 수 있도록 일정위치에 형성되는 복수의 정렬공(6b)을 포함하고; 상기 기판(6)이 안착되는 스테이지(10)와; 상기 스테이지(6)를 일정각도 회전시키도록 구동력을 제공하는 회전부(12)와; 상기 스테이지(10) 상방에 위치되고 상기 스테이지(10)에 안착된 기판(6)에 형성된 정렬공(6b)을 촬영하여 촬영 이미지를 획득하는 촬영수단(110); 및 상기 촬영수단(110)을 통해 획득된 촬영 이미지를 전송받고 기설정된 기준설정위치(a)와 실제 정렬공(6b) 사이의 오차값을 통해 실제 기판(6)의 상태에 따른 보정값을 산출하는 제어부(120);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

LDI 노광장치의 스테이지 보정장치 및 이를 이용한 보정방법{Exposure apparatus and exposure method using the same}
본 발명은, LDI 노광장치의 스테이지 보정장치 및 이를 이용한 보정방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 스테이지에 안착되는 기판의 실제 상태 즉, 축소 또는 확대되거나 일정각도 비틀려 있는 상태를 확인하고, 이에 맞춰 패턴이미지가 노광공정이 이루어짐으로써, 정확하고 정밀한 노광이 이루어지도록 하는 LDI 노광장치의 스테이지 보정장치 및 이를 이용한 보정방법에 관한 것이다.
일반적으로, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)은 여러 전자제품 소자들을 일정한 틀에 따라 간편하게 연결시켜 주는 역할을 하며, 디지털 TV, 유,무선 전화기 등의 가전제품부터 첨단 통신기기까지 모든 전자제품에 광범위하게 사용되는 부품이다. 또한 용도에 따라 범용 PCB, 모듈용 PCB, 패키지용 PCB 등으로 분류된다.
즉, 회로기판은 페놀수지 절연판 또는 에폭시수지 절연판 등의 일측면에 구리 등의 박판을 부착시킨 다음 회로의 배선패턴에 따라 식각(선상의 회로만 남기고 부식시켜서 제거하는 공정)하여 필요한 회로를 구성하고, 부품들을 부착, 탑재시키기 위한 구멍을 뚫어 형성한 것으로서, 배선 회로면의 수에 따라 단면기판, 양면기판, 다층기판 등으로 분류되며 층수가 많을수록 부품의 실장력이 우수하여 고정밀 제품에 채용된다. 최근에는 전자산업의 발전으로 초박판의 인쇄회로기판(0.04 ~ 0.2mm)이 널리 사용되고 있다. 양면에 회로를 형성시키고 스루홀(through hole)을 통하여 상호 연결시킨 양면기판 또는 이를 양면뿐만 아니라 복수의 층으로 확대시킨 다층기판의 사용이 증가하고 있다.
현재 인쇄회로기판을 제작하는데에는 사진전사에 의해 패턴을 형성하는 사진공정(photo lithography)이 범용적으로 사용되고 있다. 특히, 배선밀도의 고밀도화에 대응 가능한 세미어디티브법이 많이 사용되고 있다. 상기 세미어디티브법을 이용한 인쇄회로기판의 제조방법은, 시드층 형성공정, 전처리 공정, 드라이 필름(dry film)적층공정, 노광공정, 현상공정, 전해 동 도금공정, 드라이필름 박리공정, 플레쉬 에칭(flash etching)공정으로 이루어진다. 이 중 노광공정은 아트워크 필름을 사용하여 회로패턴을 형성하기 때문에, 아트워크 필름이 손상되기 쉽고 수정이 어려운 단점이 있다. 이에 따라, 포토마스크를 사용하지 않고 레이저 다이오드(laser diode)를 광원으로 사용하여 기판 위의 피노광층을 직접 노광하는 레이저 다이렉트 이미징(Laser Direct Imaging, LDI) 노광장치가 제공되고 있다.
즉, PCB, Rigid, FPCB 패턴을 인쇄하기 위하여 UV광을 필름 마스크에 통과하여 원하는 패턴을 형성하였으나, 최근에는 UV광을 UV레이저로 대체하여, 이 레이저를 직접 필름 위에 조사함으로써, 필름 마스크가 불필요하고 신속하게 필름보다 더욱 정밀한 패턴을 쉽게 형성하도록 하는 LDI 노광장치가 사용되고 있다.
또한, LDI 노광장치는, 레이저 광원을 폴리곤미러를 통해 스캔하여 이미지를 형성하거나 또는 DMD(Digital Micro Device) 칩을 사용하는 방식을 채택하고 있다.
종래의 LDI 노광장치 일례를 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이, LDI 노광장치(1)는, 조명부(2)와, 상기 조명부(2)의 광이 디지털 마이크로 미러소자(Digital Micromirror Device, DMD)(3)로 전달되고, 상기 디지털 마이크로 미러소자(3)가 외부신호를 받아 선택적으로 상기 조명부(2)의 광을 반사시켜, 이미지 패턴이 포함된 광이 절연층(4)에 금속층(5)이 형성된 기판(6) 상에 배치된 감광성 수지(7)에 조사되어 노광공정이 수행된다.
또한, 종래의 LDI 노광장치의 구조는, 스테이지(stage)가 그 위의 감광성 수지에 패터닝(patterning)하기 위해 이동한다. 조사된 빛은 DMD에 의해 반사되고, 그에 의해 패턴 노광이 실시된다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 스테이지(10)에는 제어부(20)의 제어신호에 따라 상기 스테이지(10)를 일정각도 회전시킬 수 있도록 하는 회전부(12)가 구성된다.
또한, 상기 스테이지(10)의 상부에는 상기 스테이지(10) 상에 안착되는 기판(6)의 대각선 길이를 특정할 수 있는 측정부(30)가 구성된다.
이에 따라, 상기 스테이지(10) 상에 기판(6)을 안착하면, 상기 측정부(30)가 기판(6)의 대각선 길이를 측정하고, 이렇게 측정된 길이는 제어부(20)로 전송된다.
이어서, 상기 제어부(20)는 전송된 기판(6)의 대각선 길이의 차이에 대한 보상값을 연산하고, 이를 회전부(12)로 전송하면 상기 회전부(12)에서 스테이지(10)를 일정각도 회전시킴으로써, 상기 스테이지(10) 상에 안착된 기판(6)이 수평상태가 이루어지도록 보정하게 된다.
그러나, 종래의 기판 수평 보정방법은 단순히 기판(6)의 수평상태를 보정할 뿐, 예컨대, 상기 기판(6)의 제조시 또는 이동이나 주변환경 등의 영향으로 축소 또는 확대된 상태를 정확하게 측정할 수 없음으로써, 상기 기판(6)의 패턴영역(6a)의 범위를 벗어나거나 또는 못 미치게 패턴이 형성되는 문제점이 있다.
상기의 문제점으로 인해 균일하고 정밀한 기판(6)의 패턴형성이 어렵다는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제2002-95866호(2002.12.28. 공개) 대한민국 공개특허공보 제2004-48581호(2004.06.10. 공개)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안하는 것으로서, 본 발명의 목적은, 스테이지에 안착되는 기판의 실제 상태 즉, 축소 또는 확대되거나 일정각도 비틀려 있는 상태를 확인하고, 이에 맞춰 패턴이미지가 노광공정이 이루어짐으로써, 정확하고 정밀한 노광이 이루어지도록 하는 LDI 노광장치의 스테이지 보정장치 및 이를 이용한 보정방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 스테이지 상에 안착되는 기판의 상태에 따라 정밀한 노광이 이루어지도록 보정하는 LDI 노광장치의 스테이지 보정장치에 있어서, 상기 기판은 패턴이 형성되는 패턴영역이 형성되고 상기 패턴영역에 간섭되지 않으면서 기판의 상태를 확인할 수 있도록 일정위치에 형성되는 복수의 정렬공을 포함하고; 상기 기판이 안착되는 스테이지와; 상기 스테이지를 일정각도 회전시키도록 구동력을 제공하는 회전부와; 상기 스테이지 상방에 위치되고 상기 스테이지에 안착된 기판에 형성된 정렬공을 촬영하여 촬영 이미지를 획득하는 촬영수단; 및 상기 촬영수단을 통해 획득된 촬영 이미지를 전송받고 기설정된 기준설정위치와 실제 정렬공 사이의 오차값을 통해 실제 기판의 상태에 따른 보정값을 산출하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 기판의 정렬공은, 상기 기판의 테두리 모서리 각각;에 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 촬영수단은, 상기 기판에 형성된 다수의 정렬공 각각에 위치;되도록 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 스테이지 상에 안착되는 기판의 상태에 따라 정밀한 노광이 이루어지도록 보정하는 LDI 노광장치의 스테이지 보정방법에 있어서, 스테이지 상에 기판을 안착하는 기판안착단계와; 상기 기판안착단계를 통해 기판의 안착이 완료되면, 촬영수단을 통해 상기 기판에 형성된 정렬공을 촬영하고, 이렇게 획득된 촬영 이미지를 제어부에 전송하는 촬영 및 전송단계와; 상기 촬영 및 전송단계를 통해 제어부로 촬영 이미지가 전송되면, 상기 제어부에서 전송된 이미지의 정렬공 위치와 상기 제어부에 기설정된 기준설정위치를 확인하고 오차값을 산출하는 확인 및 산출단계; 및 상기 확인 및 산출단계를 통해 정렬공의 오차값이 산출되면, 제어부에서 기판의 실제상태에 맞춰 스테이지 또는 노광장치를 보정시켜 상기 스테이지 상에 안착된 기판의 패턴영역에 정밀한 패턴이 형성되도록 하는 보정단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 보정단계는, 제어부를 통해 산출된 오차값을 통해 기판이 수평상태가 이루어지지 않는 경우에 상기 제어부는 회전부에 제어신호를 전송하여 스테이지가 일정각도 회전됨으로써, 상기 기판이 수평상태가 이루어지도록 보정하고; 또는, 제어부를 통해 산출된 오차값을 통해 기판이 축소, 확대 또는 비틀린 상태일 경우에 상기 제어부는 패턴이미지를 변형된 기판에 맞춰지도록 조절시켜 상기 기판에 패턴이 형성되도록 보정;하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 스테이지에 안착되는 기판의 실제 상태 즉, 축소 또는 확대되거나 일정각도 비틀려 있는 상태를 확인하고, 이에 맞춰 패턴이미지가 노광공정이 이루어짐으로써, 정확하고 정밀한 노광이 이루어지도록 하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 LDI 노광장치를 통한 노광방법을 나타낸 개략도.
도 2는 종래의 LDI 노광장치에서 기판의 위치를 보정하는 방법을 도시한 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 LDI 노광장치의 스테이지 보정장치의 개략도.
도 4는 본 발명에 따른
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다(종래와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 이에 대한 상세한 설명은 생략한다).
본 발명의 LDI 노광장치의 스테이지 보정장치(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(6)이 안착되는 스테이지(10)와, 상기 스테이지(10)를 일정각도 회전시키도록 하는 회전부(12)와, 상기 스테이지(10) 상에 안착된 기판(6)을 촬영하는 적어도 하나 이상의 촬영수단(110), 및 상기 촬영수단(110)을 통해 촬영된 영상을 분석하여 기판(6)의 상태에 따라 회전부(12) 또는 패턴이미지가 조절되도록 하는 제어신호를 전송하는 제어부(120)로 구성된다.
또한, 상기 기판(6)에는 패턴영역(6a), 및 상기 패턴영역(6a)에 간섭되지 않도록 테두리에 형성되는 다수의 정렬공(6b)이 형성된다. 이 경우, 상기 정렬공(6b)은 상기 기판(6)의 테두리 모서리에 형성됨이 바람직하다.
상기 스테이지(10)는 기판(6)에 패턴이 형성되도록 노광장치 내로 안정적으로 이송시키는 수단이다.
상기 회전부(12)는 상기 스테이지(10) 상에 안착된 기판(6)이 수평상태를 이룰 수 있도록 회전시키는 수단이다.
상기 촬영수단(110)은 상기 스테이지(10)의 상방에 구성되어 상기 스테이지(10)에 안착된 기판(6)의 정렬공(6b)을 촬영하는 수단이다.
상기 촬영수단(110)은 상기 기판(6)에 형성된 다수의 정렬공(6b) 각각을 촬영할 수 있도록 상기 정렬공(6b)과 대응하는 위치에 복수로 구성됨이 바람직하다. 물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 경우에 따라서, 하나의 촬영수단(110)을 구성하여, 상기 촬영수단(110)이 상기 기판(6) 상방에서 다수의 정렬공(6b) 각각의 위치로 이동하면서 촬영하도록 할 수도 있다.
또한, 상기 촬영수단(110)은 정렬공(6b)을 촬영한 이미지를 제어부(120)로 전송한다.
상기 제어부(120)는 상기 촬영수단(110)을 통해 촬영된 이미지를 전송받아, 이를 판별하여 기판(6)의 실제상태, 예컨대, 기판(6)의 제조시 또는 외부환경 등의 여러 요인에 의해 축소 또는 확대되거나 비틀린 상태에 맞춰 패턴이미지가 조절되도록 제어하는 수단이다.
또한, 상기 제어부(120)는 기판(6)의 수평상태를 보정하기 위해서는 회전부(12)로 제어신호를 전송하고, 또는 기판(6)이 축소 또는 확대되거나 일정각도 비틀려 있을 경우 패턴이미지의 크기 또는 위치를 상기 기판(6)의 변형된 상태에 맞춰지도록 조절시켜, 정확하고 정밀한 패턴 형성이 이루어지도록 한다.
상기와 같이 구성된 LDI 노광장치의 스테이지 보정장치를 이용한 보정방법을 도 5를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
기판안착단계(S1)는, 스테이지(10) 상에 준비된 기판(6)을 안착하는 단계이다.
촬영 및 전송단계(S2)는, 상기 기판안착단계(S1)를 통해 스테이지(10) 상에 기판(6)이 안착되면, 상기 기판(6)의 상방에 위치한 촬영수단(110)을 통해 상기 기판(6)의 정렬공(6b)들을 촬영하고, 이를 통해 획득된 실제 정렬공(6b)의 촬영 이미지를 제어부(120)로 전송하는 단계이다.
확인 및 산출단계(S3)는, 상기 촬영 및 전송단계(S2)를 통해 실제 정렬공(6b)의 이미지가 제어부(120)로 전송되면, 상기 제어부(120)에서 획득된 이미지의 위치와 상기 제어부(120)에 저장된 기준설정위치(a)를 확인하고 이를 통해 보정값을 산출하는 단계이다.
이는, 스테이지(10) 상에 안착된 기판(6)의 실제 정렬공(6b)의 위치와 제어부(120)에 설정된 설정기준위치(a) 사이에 간격을 산출한다. 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 설정기준위치(a)와 실제 정렬공(6b)의 수평오차(t1) 및 수직오차(t2)를 확인 및 산출한다.
보정단계(S4)는 상기 확인 및 산출단계(S3)를 통해 기판(6)에 형성된 다수의 실제 정렬공(6b)에 대한 보정값을 산출하면, 상기 산출된 보정값에 따라 스테이지(10) 또는 패턴이미지의 크기 또는 위치를 조절한다.
예컨대, 상기 제어부(120)를 통해 기판(6)이 수평상태가 이루어지지 않은 상태라고 판별되면, 상기 스테이지(10)에 구성된 회전부(12)에 제어신호를 전송하여, 상기 회전부(12)를 통해 상기 스테이지(10)를 일정각도 회전시킴으로써, 상기 기판(6)의 수평상태를 보정한다.
또한, 상기 제어부(120)를 통해 기판(6)이 축소, 확대 또는 비틀린 상태라고 판별되면, 노광장치에 패턴이미지를 제공하는 수단, 예컨대 컴퓨터에 저장된 패턴이미지의 크기나 위치를 상기 기판(6)의 변형된 영역에 맞춰 변경시킨 후 패턴이 형성되도록 한다.
그러므로, 스테이지에 안착되는 기판의 실제 상태 즉, 축소 또는 확대되거나 일정각도 비틀려 있더라도, 스테이지 회전 또는 패턴이미지의 조절 등을 구연시켜 기판의 상태에 구애됨이 없이 정확하고 정밀한 노광이 이루어지도록 한다.
이상에서 설명한 것은 LDI 노광장치의 스테이지 보정장치 및 이를 이용한 보정방법을 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니한다. 본 발명에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변경실시가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
6: 기판 6a: 패턴영역
6b: 정렬공 10: 스테이지
12: 회전부 100: 보정장치
110: 촬영수단 120: 제어부

Claims (5)

  1. 기판(6)이 안착되는 스테이지(10)와, 패턴이 형성되는 패턴영역(6a)이 형성되고 상기 패턴영역(6a)에 간섭되지 않으면서 기판(6)의 상태를 확인할 수 있도록 일정위치에 형성되는 복수의 정렬공(6b)이 형성되는 기판(6) 및 상기 스테이지(10)에 제어신호를 제공하는 제어부를 포함하여, 스테이지 상에 안착되는 기판(6)의 상태에 따라 정밀한 노광이 이루어지도록 보정하는 LDI 노광장치의 스테이지 보정장치에 있어서,
    상기 기판(6)의 정렬공(6b)은 패턴영역(6a)에 간섭되지 않도록 상기 기판(6)의 테두리 모서리 각각에 형성되고;
    상기 스테이지(10)에는 상기 제어부(120)의 제어신호에 따라 상기 스테이지(10)를 일정각도 회전시켜 상기 스테이지(10)에 안착된 기판(6)이 수평상태의 정위치에 위치되도록 보정하는 회전부(12)를 포함하며;
    상기 스테이지(10) 상방에 위치되고 상기 스테이지(10)에 안착된 기판(6)에 형성된 복수의 정렬공(6b) 각각에 대응되어 각각을 촬영하여 획득된 촬영 이미지를 제어부(120)로 전송하는 복수의 촬영수단(110)을 포함하고;
    상기 제어부(120)는 상기 촬영수단(110)을 통해 획득된 촬영 이미지의 실제 정렬공 위치 및 크기와, 기설정된 기준설정위치(a)와 크기를 비교하여 위치 및 크기에 대한 오차값을 통해, 상기 기판(6)의 수평상태를 보정하거나 또는 상기 기판(6)이 축소 또는 확대 또는 일정각도 비틀림 상태에 맞춰 상기 기판(6)에 형성할 패턴이미지의 크기 또는 위치를 조절하여 상기 기판(6)의 상태에 따라 패턴이미지가 형성;
    되도록 하는 것을 특징으로 하는 LDI 노광장치의 스테이지 보정장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 스테이지 상에 안착되는 기판의 상태에 따라 정밀한 노광이 이루어지도록 보정하는 LDI 노광장치의 스테이지 보정방법에 있어서,
    스테이지 상에 기판을 안착하는 기판안착단계(S1)와;
    상기 기판안착단계(S1)를 통해 기판의 안착이 완료되면, 촬영수단을 통해 상기 기판에 형성된 정렬공을 촬영하고, 이렇게 획득된 촬영 이미지를 제어부에 전송하는 촬영 및 전송단계(S2)와;
    상기 촬영 및 전송단계(S2)를 통해 제어부로 촬영 이미지가 전송되면, 상기 제어부에서 전송된 이미지의 정렬공 위치의 크기와 상기 제어부에 기설정된 기준설정위치와 크기를 비교하여 위치 및 크기에 따른 오차값을 산출하는 확인 및 산출단계(S3); 및
    상기 확인 및 산출단계(S3)를 통해 정렬공의 오차값이 산출되면, 제어부를 통해 산출된 오차값을 통해 기판이 수평상태가 이루어지지 않는 경우에 상기 제어부는 회전부에 제어신호를 전송하여 스테이지가 일정각도 회전됨으로써, 상기 기판이 수평상태가 이루어지도록 보정하고, 또는 제어부를 통해 산출된 오차값을 통해 기판이 축소, 확대 또는 비틀린 상태일 경우에 상기 제어부는 패턴이미지를 변형된 기판에 맞춰지도록 조절시켜 상기 기판의 상태에 따라 패턴이미지가 형성되도록 하는 보정단계(S4);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 LDI 노광장치의 스테이지 보정방법.
  5. 삭제
KR1020150031942A 2015-03-06 2015-03-06 Ldi 노광장치의 스테이지 보정장치 및 이를 이용한 보정방법 KR101711726B1 (ko)

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