KR102253693B1 - 경사-회전 노광 헤드 및 이를 구비한 사물인터넷 노광 장비 - Google Patents

경사-회전 노광 헤드 및 이를 구비한 사물인터넷 노광 장비 Download PDF

Info

Publication number
KR102253693B1
KR102253693B1 KR1020180133748A KR20180133748A KR102253693B1 KR 102253693 B1 KR102253693 B1 KR 102253693B1 KR 1020180133748 A KR1020180133748 A KR 1020180133748A KR 20180133748 A KR20180133748 A KR 20180133748A KR 102253693 B1 KR102253693 B1 KR 102253693B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
exposure
rotation
unit
light source
source unit
Prior art date
Application number
KR1020180133748A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200050749A (ko
Inventor
장성환
이상규
제태진
김재구
유영은
Original Assignee
한국기계연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기계연구원 filed Critical 한국기계연구원
Priority to KR1020180133748A priority Critical patent/KR102253693B1/ko
Publication of KR20200050749A publication Critical patent/KR20200050749A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102253693B1 publication Critical patent/KR102253693B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70716—Stages
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70758—Drive means, e.g. actuators, motors for long- or short-stroke modules or fine or coarse driving
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70775—Position control, e.g. interferometers or encoders for determining the stage position

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

경사-회전 노광 헤드는 XY 스테이지에 결합되어 노광 타겟 위를 움직이며 노광한다. 경사-회전 노광 헤드는, 노광 타겟을 향해 빛을 조사하는 광원 유닛과, 광원 유닛에 결합되며 기준면과 나란한 제1 회전축을 포함하는 틸트각 조절부와, 틸트각 조절부에 결합되며 기준면과 나란하고 제1 회전축과 직교하는 선형 레일을 포함하는 선형 이동부와, 선형 이동부에 결합되며 제1 회전축 및 선형 레일과 직교하는 제2 회전축을 포함하는 회전각 조절부를 포함한다.

Description

경사-회전 노광 헤드 및 이를 구비한 사물인터넷 노광 장비 {TILTING-ROTATING EXPOSURE HEAD AND IOT EXPOSURE EQUIPMENT WITH THE SAME}
본 발명은 노광 장비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다양한 각도의 경사 노광 및 회전 노광이 가능한 경사-회전 노광 헤드를 구비한 사물인터넷 노광 장비에 관한 것이다.
빛을 조사하는 노광 장비는 광경화성 수지의 경화, 리소그래피, 광경화 방식의 3D 프린터 등 다양한 기술 분야에 사용되고 있다. 특히 반도체, 디스플레이, 초소형 정밀기계 기술(Micro-Electro Mechanical System, MEMS) 분야의 핵심 기술인 리소그래피(lithography)는 보다 작은 패턴을 사용자가 원하는 모양으로 정확하고 빠르게 제작하는 것이 매우 중요하다.
멤스(MEMS) 구조물을 만드는 종래의 리소그래피 분야에서, 종래의 노광 장비는 노광 타겟이 위치하는 기판 전체를 노광할 수 있도록 기판보다 크기가 큰 고정된 평행 광원을 구비하고 있다. 또한, 경사진 구조물을 만들기 위해서는 광원을 기울이거나 기판이 고정된 스테이지를 기울이는 방법이 사용되고 있다.
그런데 기판이 고정된 스테이지를 기울이는 경우, 기판 고정을 위한 진공 척과 노광 마스크가 움직이게 되어 기판과 노광 마스크의 정렬이 틀어질 우려가 있다. 또한, 광원을 기울이거나 기판이 고정된 스테이지를 기울이는 방법 모두 노광 장비 전체가 매우 커지게 되고, 그 결과 여러 방향으로 경사 축을 설정하는데 어려움이 있으며, 기판의 위치에 따라 광량 편차가 커지는 문제가 있다.
본 발명은 대면적 기판의 경우에도 노광 장비가 커지지 않으며, 다양한 방향과 다양한 각도의 경사 노광 및 회전 노광이 가능하고, 기판의 위치에 따른 노광량 편차를 최소화할 수 있는 경사-회전 노광 헤드 및 이를 구비한 사물인터넷 노광 장비를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 경사-회전 노광 헤드는 XY 스테이지에 결합되어 노광 타겟 위를 움직이며 노광한다. 경사-회전 노광 헤드는, 빛을 방출하는 광원 유닛과, 광원 유닛에 결합되며 기준면과 나란한 제1 회전축을 포함하는 틸트각 조절부와, 틸트각 조절부에 결합되며 기준면과 나란하고 제1 회전축과 직교하는 선형 레일을 포함하는 선형 이동부와, 선형 이동부에 결합되며 제1 회전축 및 선형 레일과 직교하는 제2 회전축을 포함하는 회전각 조절부를 포함한다. 광원 유닛은 제1 회전축의 회전에 의해 틸트각이 조절되며, 선형 레일을 따라 직선 이동하고, 제2 회전축의 회전에 의해 회전각이 조절된다.
광원 유닛은 회로 기판에 실장된 복수의 발광 소자와, 회로 기판을 지지하는 지지체를 포함할 수 있다. 복수의 발광 소자는 같은 밝기로 발광하거나 개별적으로 밝기가 제어될 수 있다. 노광 타겟은 다양한 크기로 교체 가능하며, 광원 유닛은 교체 가능한 여러 가지 크기의 노광 타겟 중 최대 노광 타겟보다 작은 소형으로 제작될 수 있다.
제1 회전축은 지지체에 고정될 수 있다. 틸트각 조절부는 제1 회전축을 지지하는 제1 지지부와, 제1 회전축에 결합되어 제1 회전축에 회전 동력을 제공하는 제1 구동부를 더 포함할 수 있다.
선형 레일은 제1 지지부와 결합될 수 있다. 선형 이동부는 선형 레일을 구비한 제2 지지부와, 제1 지지부와 결합되어 선형 레일을 따라 제1 지지부를 직선 이동시키는 제2 구동부를 더 포함할 수 있다. 제2 구동부는 볼나사 너트를 내장한 이동 블록과, 볼나사 너트를 관통하는 볼나사와, 볼나사의 일단에 결합된 모터를 포함할 수 있다. 제1 지지부는 이동 블록의 하면에 고정될 수 있다.
제2 회전축은 제2 지지부의 상면에 고정될 수 있다. 회전각 조절부는 제2 회전축을 지지하는 제3 지지부와, 제2 회전축에 결합되어 제2 회전축에 회전 동력을 제공하는 제3 구동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 경사-회전 노광 헤드는 광원 유닛, 틸트각 조절부, 선형 이동부, 회전각 조절부, 및 광축 제어부를 포함한다. 광원 유닛은 노광 타겟보다 작은 크기를 가진다. 틸트각 조절부는 광원 유닛에 결합되며 기준면과 나란한 제1 회전축과, 제1 회전축을 회전시키는 제1 구동부를 포함한다. 선형 이동부는 기준면과 나란하고 제1 회전축과 직교하는 선형 레일과, 선형 레일을 따라 광원 유닛과 틸트각 조절부를 이동시키는 제2 구동부를 포함한다. 회전각 조절부는 제1 회전축 및 선형 레일과 직교하는 제2 회전축을 구비하며, 광원 유닛과 틸트각 조절부 및 선형 이동부를 회전시킨다. 광축 제어부는 제1 구동부 및 제2 구동부와 전기적으로 연결되며, 광원 유닛의 광축이 항상 기준점을 향하도록 제1 구동부와 제2 구동부를 연동하여 제어한다.
기준점은 제2 회전축의 중심이 노광 타겟과 만나는 지점일 수 있다. 광축 제어부는 하기 수식 (1)을 만족하도록 제1 구동부와 제2 구동부를 연동하여 제어할 수 있다.
tanθ = x/z --- (1)
여기서, θ는 제1 회전축의 회전에 의한 광원 유닛의 틸트각을 나타내고, x는 기준점으로부터 선형 레일을 따라 움직인 광원 유닛의 이동 거리를 나타내며, z는 기준점 바로 위의 광원 유닛이 영(zero)의 틸트각을 가질 때 측정된 제1 회전축의 중심과 기준점 사이의 거리를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 노광 장비는 XY 스테이지와, XY 스테이지에 결합된 전술한 구성의 경사-회전 노광 헤드와, 경사-회전 노광 헤드를 촬영하는 카메라와, XY 스테이지와 경사-회전 노광 헤드 및 카메라와 전기적으로 연결된 장치 제어부와, 장치 제어부와 무선 통신으로 연결된 사용자 기기를 포함한다. 사용자 기기는 카메라가 촬영한 영상 정보를 표시하는 표시부와, 장치 제어부를 통해 XY 스테이지와 경사-회전 노광 헤드의 작동을 제어하는 원격 조작부를 포함한다.
사물인터넷 노광 장비는, 경사-회전 노광 헤드에 설치되고 광원 유닛에서 방출된 빛을 감지하며 감지 신호를 장치 제어부로 출력하는 동작 센서를 더 포함할 수 있다. 장치 제어부는 노광 시 동작 센서의 감지 신호가 단절되거나 단절 시간이 기 설정된 시간을 초과하는 경우 사용자 기기로 알람 신호를 출력할 수 있다.
사물인터넷 노광 장비는, 노광 타겟과 거리를 두고 위치하고 광원 유닛의 틸트각 변화에 따른 빛의 세기 변화를 측정하며 측정 신호를 장치 제어부로 출력하는 파워 센서를 더 포함할 수 있다. 장치 제어부는 광원 유닛의 틸트각이 커질수록 노광 시간을 늘리도록 광원 유닛의 작동을 제어할 수 있다.
XY 스테이지는, XY 스테이지와 경사-회전 노광 헤드 사이에 설치되어 XY 스테이지에 대해 경사-회전 노광 헤드를 Z축 방향으로 이동시키는 제1 이동부와, XY 스테이지 전체를 Z축 방향으로 이동시키는 제2 이동부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
경사-회전 노광 헤드는 XY 스테이지 상에 서로간 거리를 두고 배치된 제1 경사-회전 노광 헤드와 제2 경사-회전 노광 헤드를 포함할 수 있다. 제1 경사-회전 노광 헤드와 제2 경사-회전 노광 헤드는 서로 다른 파장의 빛을 방출할 수 있다.
본 발명에 따르면, 간소화된 장비 구성으로 경사 노광과 회전 노광 및 경사-회전 노광을 간편하게 수행할 수 있고, 경사-회전 노광의 경우, 광원 유닛의 광축 틀어짐을 보상하여 노광이 안되는 부분이 발생하는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 사용자는 사용자 기기를 이용하여 경사-회전 노광 헤드의 작동 상태를 쉽게 모니터링할 수 있고, 원격으로 경사-회전 노광 헤드의 작동을 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 경사-회전 노광 헤드의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시한 광원 유닛의 예시를 나타낸 도면으로서, 광원 유닛을 상하로 반전시킨 상태를 도시하고 있다.
도 3은 도 1에 도시한 경사-회전 노광 헤드의 상세 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시한 경사-회전 노광 헤드의 작동 상태를 도시한 구성도이다.
도 5는 도 3에 도시한 선형 이동부의 예시를 나타낸 구성도이다.
도 6은 도 1에 도시한 노광 타겟의 평면도이다.
도 7은 도 1에 도시한 경사-회전 노광 헤드의 경사 노광을 나타낸 구성도이다.
도 8과 도 9는 종래 기술에 의한 노광 장비의 경사 노광을 나타낸 구성도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 노광 장비의 구성도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 사물인터넷 노광 장비의 구성도이다.
도 12는 경사 노광의 예시를 나타낸 노광 타겟의 확대 단면도이다.
도 13과 도 14는 도 12에 도시한 경사 노광에 의해 제작 가능한 경사 구조물을 나타낸 단면도이다.
도 15a 내지 도 15c는 경사 노광의 다른 예시를 나타낸 노광 타겟의 확대 단면도이다.
도 16a와 도 16b는 경사-회전 노광의 예시를 나타낸 노광 타겟의 확대 단면도이다.
도 17과 도 18은 도 16a 및 도 16b에 도시한 경사-회전 노광에 의해 제작 가능한 경사 구조물을 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 경사-회전 노광 헤드의 구성도이다.
도 1을 참고하면, 경사-회전 노광 헤드(20)는 XY 스테이지(10)에 결합되며, XY 스테이지(10)의 작동에 의해 노광 타겟(71) 위를 움직이며 노광한다. 경사-회전 노광 헤드(20)는 광원 유닛(30)과, 광원 유닛(30)을 틸트시키는 틸트각 조절부(40)와, 광원 유닛(30)을 직선 이동시키는 선형 이동부(50)와, 광원 유닛(30)을 회전시키는 회전각 조절부(60)로 구성된다.
광원 유닛(30)은 적어도 하나의 발광 소자(31)를 포함하며, 노광 타겟(71)을 향해 빛을 조사한다. 노광 타겟(71)은 여러 가지 크기의 것으로 교체 가능하다. 광원 유닛(30)은 교체 가능한 여러 가지 크기의 노광 타겟 중 최대 노광 타겟보다 작은 소형으로 제작된다.
노광 타겟(71)은 리소그래피의 경우 감광층일 수 있고, 3D 프린터의 경우 광 경화성 수지일 수 있다. 도 1에서는 노광 타겟(71)이 기판(72) 상에 형성된 감광층인 경우를 예로 들어 도시하였다.
도 2는 도 1에 도시한 광원 유닛의 예시를 나타낸 도면으로서, 광원 유닛을 상하로 반전시킨 상태를 도시하고 있다. 도 2를 참고하면, 광원 유닛(30)은 회로 기판(32)과, 회로 기판(32) 상에 실장된 복수의 발광 소자(31)와, 회로 기판(32)을 지지하는 지지체(33)를 포함할 수 있다.
발광 소자(31)는 소비 전력이 낮은 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 또는 마이크로 발광 다이오드(Micro-Light Emitting Diode, Micro-LED)로 구성될 수 있으며, 회로 기판(32) 상에서 서로간 거리를 두고 X축 방향과 Y축 방향을 따라 배치될 수 있다. 발광 다이오드의 밝기는 전류량으로 제어된다. 복수의 발광 소자(31)는 같은 크기의 전류를 공급받아 동일한 밝기로 발광할 수 있다.
다시 도 1을 참고하면, 광원 유닛(30)은 노광 타겟(71)의 특성에 따라 자외선 또는 가시광선을 방출할 수 있으며, 자외선 파장대 안에서도 특정 피크 파장의 빛을 방출할 수 있다. 광원 유닛(30)은 복수의 발광 소자(31)의 전방에 배치된 렌즈 유닛을 더 포함할 수 있다.
렌즈 유닛은 복수의 발광 소자(31)에서 방출된 빛을 집속하는 집속 렌즈(34)와, 집속 렌즈(34)에서 집속된 빛을 평행광으로 변환시키는 콜리메이터 렌즈(35)로 구성될 수 있다. 이 경우, 노광 타겟(71)에 조사된 광 조사 영역의 크기는 복수의 발광 소자(31)가 배열된 광원 유닛(30)의 크기보다 작으므로, 정밀한 노광을 가능하게 한다.
도 3은 도 1에 도시한 경사-회전 노광 헤드의 상세 구성도이고, 도 4는 도 3에 도시한 경사-회전 노광 헤드의 작동 상태를 도시한 구성도이다.
도 3과 도 4를 참고하면, 틸트각 조절부(40)는 제1 회전축(41)을 포함하고, 선형 이동부(50)는 제1 회전축(41)과 직교하는 선형 레일(51)을 포함하며, 회전각 조절부(60)는 제1 회전축(41) 및 선형 레일(51)과 직교하는 제2 회전축(61)을 포함한다.
구체적으로, 틸트각 조절부(40)는 광원 유닛(30)에 결합된 제1 회전축(41)과, 제1 회전축(41)을 지지하는 제1 지지부(42)를 포함한다. 제1 회전축(41)은 광원 유닛(30)의 지지체(33)에 고정될 수 있고, 제1 지지부(42)는 베어링을 매개로 제1 회전축(41)을 회전 가능하게 지지한다. 제1 회전축(41)은 기준면과 나란하게 위치한다. 여기서, 기준면은 지면이거나 노광 타겟(71)의 상면일 수 있다.
제1 회전축(41)의 회전에 의해 광원 유닛(30)이 기울어지고, 제1 회전축(41)의 회전각에 따라 광원 유닛(30)의 틸트각(θ)이 조절된다. 제1 회전축(41)은 기준 위치(광원 유닛(30)에서 방출된 빛이 기준면과 직교하는 위치)에서 양의 방향과 음의 방향으로 각각 최대 90°까지 회전할 수 있다. 즉 광원 유닛(30)은 180° 범위 내에서 틸트각(θ)이 결정될 수 있다.
틸트각 조절부(40)는 제1 구동부(43)를 포함할 수 있다. 제1 회전축(41)은 제1 구동부(43)에 의해 작동할 수 있고, 광축 제어부(80)가 제1 구동부(43)의 작동을 제어할 수 있다. 제1 구동부(43)는 제1 회전축(41)에 결합된 제1 모터로 구성될 수 있다.
선형 이동부(50)는 기준면과 나란하며 제1 회전축(41)과 직교하는 선형 레일(51)을 구비한 제2 지지부(52)를 포함한다. 틸트각 조절부(40)의 제1 지지부(42)는 선형 레일(51)에 결합되고, 틸트각 조절부(40)와 광원 유닛(30)이 선형 레일(51)을 따라 직선 이동한다. 도 3과 도 4에서는 제1 회전축(41)이 Y축 방향과 나란하고, 선형 레일(51)이 X축 방향과 나란한 상태를 예로 들어 도시하였다.
선형 이동부(50)는 제2 구동부(53)를 포함할 수 있다. 틸트각 조절부(40)와 광원 유닛(30)은 제2 구동부(53)에 의해 선형 레일(51)을 따라 이동할 수 있고, 광축 제어부(80)가 제2 구동부(53)의 작동을 제어할 수 있다. 도 5는 도 3에 도시한 선형 이동부의 예시를 나타낸 구성도이다.
도 5를 참고하면, 제2 구동부(53)는 볼나사 너트(54)를 내장한 이동 블록(55)과, 볼나사 너트(54)를 관통하는 볼나사(56)와, 볼나사(56)의 일단에 결합된 제2 모터(57)를 포함할 수 있다. 볼나사(56)와 제2 모터(57)는 하우징(58)에 설치되며, 이동 블록(55)의 좌우 양측 또는 하측에 가이드 레일(59)이 위치할 수 있다. 틸트각 조절부(40)의 제1 지지부(42)는 이동 블록(55)의 하면에 고정된다.
제2 모터(57)의 회전으로 볼나사(56)가 회전하면 이동 블록(55)과 제1 지지부(42)가 볼나사(56)를 따라 직선 이동한다. 제2 모터(57)의 회전 방향과 회전량에 따라 틸트각 조절부(40) 및 광원 유닛(30)의 이동 방향과 이동량이 조절된다. 도 5의 경우, 볼나사(56)와 가이드 레일(59)이 선형 레일(51)로 기능하고, 하우징(58)이 제2 지지부(52)로 기능한다. 제2 구동부(53)는 도시한 예시로 한정되지 않으며, 다양한 기계 장치의 조합으로 구성될 수 있다.
다시 도 3과 도 4를 참고하면, 회전각 조절부(60)는 제2 지지부(52)에 결합된 제2 회전축(61)과, 제2 회전축(61)을 지지하는 제3 지지부(62)를 포함한다. 제2 회전축(61)은 제2 지지부(52)의 상측에 고정되며, 제3 지지부(62)는 베어링을 매개로 제2 회전축(61)을 회전 가능하게 지지한다. 제2 회전축(61)은 기준면과 직교하고, 제1 회전축(41) 및 선형 레일(51)과도 직교한다. 도 3과 도 4에서 제2 회전축(61)은 Z축 방향과 나란하다.
제2 회전축(61)의 회전에 의해 선형 이동부(50)와 틸트각 조절부(40) 및 광원 유닛(30)이 회전하며, 제2 회전축(61)의 회전각은 광원 유닛(30)의 회전각(φ)과 일치한다. 제2 회전축(61)은 기준 위치에서 양의 방향과 음의 방향으로 각각 최대 90°까지 회전할 수 있다. 즉 광원 유닛(30)은 180° 범위 내에서 회전각(φ)이 결정될 수 있다.
회전각 조절부(60)는 제3 구동부(63)를 포함할 수 있다. 제2 회전축(61)은 제3 구동부(63)에 의해 작동할 수 있고, 광축 제어부(80)가 제3 구동부(63)의 작동을 제어할 수 있다. 제3 구동부(63)는 제2 회전축(61)에 결합된 제3 모터로 구성될 수 있다.
회전각 조절부(60)의 제3 지지부(62)가 XY 스테이지(10)에 결합될 수 있다. XY 스테이지(10)는 제3 지지부(62)를 X축 방향으로 이동시키는 X축 이동부와 제3 지지부를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이동부를 포함한다. X축 이동부와 Y축 이동부 각각은 리니어 모션 가이드로 구성되거나, 다양한 기계 장치의 조합으로 구성될 수 있다.
다시 도 1을 참고하면, XY 스테이지(10)는 Z축 이동부를 포함할 수 있다. Z축 이동부는 XY 스테이지(10)와 제3 지지부(62) 사이에 설치되며 제3 지지부(62)를 Z축 방향으로 이동시키는 제1 이동부(11)와, XY 스테이지(10)에 결합되어 XY 스테이지(10) 전체를 Z축 방향으로 이동시키는 제2 이동부(12) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제1 이동부(11)는 고정된 높이의 XY 스테이지(10)에 대해 경사-회전 노광 헤드(20)를 Z축 방향으로 이동시키며, 노광 타겟(71)과 광원 유닛(30) 사이의 거리를 변화시켜 노광 타겟(71)에 조사되는 광량을 조절하는 기능을 수행할 수 있다.
제2 이동부(12)는 XY 스테이지(10)와 여기에 결합된 경사-회전 노광 헤드(20)를 Z축 방향으로 이동시킨다. 제2 이동부(12)는 노광 타겟(71)에 조사되는 광량을 조절하는 기능과 더불어 기판(72) 교체 시 XY 스테이지(10)와 경사-회전 노광 헤드(20)를 들어 올려 기판(72)과 경사-회전 노광 헤드(20)의 간섭을 방지하는 기능을 수행할 수 있다.
노광 타겟(71)을 지지하는 기판(72)은 정전척 또는 진공척과 같은 공지의 기판 지지대에 의해 지지되며, 노광 마스크(73)는 공지의 마스크 홀더에 의해 지지된다. 경사-회전 노광 헤드(20)에 현미경(75)이 설치될 수 있다. 현미경(75)은 광원 유닛(30), 틸트각 조절부(40), 선형 이동부(50), 및 회전각 조절부(60) 중 적어도 한 곳에 설치되며, 노광 타겟(71)을 정밀 촬영하는 비전 시스템을 구성한다.
도 1에서는 광원 유닛(30)에 설치된 현미경(75)을 예로 들어 도시하였다. 광원 유닛(30)에 설치된 현미경(75)의 촬영 범위는 광원 유닛(30)의 노광 범위와 실질적으로 일치한다. 경사-회전 노광 헤드(20)에 설치된 현미경(75)을 이용하여 노광 타겟(71)을 정밀하게 촬영함으로써 공정 모니터링이 용이해지며, 노광 타겟(71)과 노광 마스크(73)를 높은 정밀도로 정렬시킬 수 있다.
도 6은 도 1에 도시한 노광 타겟의 평면도이다. 도 1과 도 6을 참고하면, 광원 유닛(30)의 노광 영역(74)은 예를 들어 사각형일 수 있다.
광원 유닛(30)은 특정 위치에서 턴-온되어 노광 타겟(71)의 일부를 노광한 후 턴-오프되고, 직선 이동한 다음 턴-온되어 노광 타겟(71)의 다른 일부를 노광한 후 턴-오프되는 과정을 반복할 수 있다(스텝핑(stepping) 방식, (A) 부분 참조). 이때 첫번째 노광 영역과 두번째 노광 영역은 중첩 부분을 가질 수 있으며, 노광 면적당 노광 시간을 조절하여 노광 정도를 제어할 수 있다.
다른 한편으로, 광원 유닛(30)은 턴-온된 상태에서 연속으로 직선 이동할 수 있다(스캐닝(scanning) 방식, (B) 부분 참조). 이 경우, 광원 유닛(30)의 이동 속도와 스캐닝 반복 횟수 등을 조절하여 노광 정도를 제어할 수 있다.
다시 도 1을 참고하면, 경사-회전 노광 헤드(20)는 스텝핑(stepping) 또는 스캐닝(scanning) 방식으로 노광 타겟(71)을 노광함으로써 장비 전체를 소형화할 수 있다. 또한, XY 스테이지(10) 상에서 경사-회전 노광 헤드(20)만 경사 및/또는 회전할 수 있으므로, 간소화된 장치 구성으로 경사 노광과 회전 노광 및 경사-회전 노광을 간편하게 수행할 수 있다.
도 7은 도 1에 도시한 경사-회전 노광 헤드의 경사 노광을 나타낸 구성도이다. 도 1과 도 7을 참고하면, 경사 노광 공정에서 광원 유닛(30)은 틸트각 조절부(40)에 의해 기울어진 상태로 빛을 방출하며, XY 스테이지(10)에 의해 직선 이동한다.
본 실시예에서는 노광 타겟(71)과 기판(72)이 커지는 것과 무관하게 XY 스테이지(10)의 작동 범위 내에서 여러 방향의 경사 노광이 가능하고, 경사 방향과 경사각(틸트각) 조절이 매우 용이하다. 즉, 경사 방향은 회전각 조절부(60)에 의해 자유롭게 설정될 수 있고, 경사각(틸트각)은 틸트각 조절부(40)에 의해 자유롭게 설정될 수 있다.
한편, 광원 유닛(30)의 틸트에 의해 노광 타겟(71) 상에 조사되는 광량에 차이가 발생할 수 있는데, 이 경우 광원 유닛(30)의 직선 이동(스캐닝)을 여러 번 실시함으로써 광량의 편차를 최소화하거나 실질적으로 제거할 수 있다.
도 8과 도 9는 종래 기술에 의한 노광 장비의 경사 노광을 나타낸 구성도이다. 종래의 노광 장비에서 광원 모듈(200)은, 교체 가능한 여러 가지 크기의 노광 타겟 중 최대 노광 타겟과 같거나 이보다 크게 제작된다.
종래의 노광 장비는 경사 노광을 위해 도 8과 같이 광원 모듈(200)을 기울이거나 도 9와 같이 노광 타겟(71)이 형성된 기판을 기울이고 있다. 이 경우, 노광 타겟(71)과 기판이 커질수록 전체 설비가 대형화되며, 경사 방향과 경사 각도를 다양하게 설정하는데 어려움이 있다.
다시 도 3과 도 4를 참고하면, 경사-회전 노광 헤드(20)는 경사 노광, 회전 노광, 경사-회전 노광의 세가지 모드 구현이 가능하다. 이 가운데 광원 유닛(30)이 경사진 상태로 회전하는 경사-회전 노광의 경우, 노광이 안되는 부분이 발생하지 않도록 틸트각 조절부(40)와 선형 이동부(50)가 연동하여 광축 틀어짐을 보상할 수 있다.
구체적으로, 제2 회전축(61)의 중심축이 노광 타겟(71)과 만나는 지점을 기준점(P)이라 하면, 기울어진 광원 유닛(30)의 광축(평행광의 중심축)이 기준점(P)으로부터 이격된 상태로 회전하는 경우, 광원 유닛(30)은 노광 타겟(71)을 도너츠 모양으로 노광하게 된다. 즉 기준점(P) 주위는 노광되지 않고, 기준점(P)을 중심으로 하는 도너츠 모양의 노광 영역이 생성된다.
광축 제어부(80)는 광원 유닛(30)의 광축이 항상 기준점(P)을 향하도록 틸트각 조절부(40)의 제1 구동부(43)와 선형 이동부(50)의 제2 구동부(53)를 연동하여 제어할 수 있다. 광축 제어부(80)는 제1 구동부(43)가 θ의 틸트각을 구현하도록 작동할 때 하기 수학식 1을 만족하도록 제2 구동부(53)의 작동을 제어할 수 있다.
Figure 112018108980986-pat00001
여기서, θ는 광원 유닛(30)의 틸트각이고, x는 기준점(P)으로부터 선형 레일(51)을 따라 움직인 광원 유닛(30)의 이동 거리이며, z는 기준점(P) 바로 위의 광원 유닛(30)이 영(zero)의 틸트각을 가질 때 측정된 제1 회전축(41)의 중심과 기준점(P) 사이의 거리를 나타낸다.
z값이 상수이므로, 광축 제어부(80)는 주어진 틸트각(θ)에 따른 x값을 연산하고, 제2 구동부(53)가 x값만큼 광원 유닛(30)을 이동시키도록 제2 구동부(53)의 작동을 제어할 수 있다.
다른 한편으로, 광축 제어부(80)는 제2 구동부(53)가 x의 이동 거리를 구현하도록 작동할 때에 수학식 1을 만족하도록 제1 구동부(43)의 작동을 제어할 수 있다. 즉 광축 제어부(80)는 주어진 이동 거리(x)에 따른 θ값을 연산하고, 제1 구동부(43)가 θ값만큼 광원 유닛(30)을 기울이도록 제1 구동부(43)의 작동을 제어할 수 있다.
결과적으로, 경사-회전 노광 헤드(20)는 전술한 제1 구동부(43)와 제2 구동부(53)의 연동에 따라 경사-회전 노광 시 광축 틀어짐을 보상함으로써 노광 타겟(71)의 기준점(P)이 노광되지 않는 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 노광 장비의 구성도이다. 도 10을 참고하면, 사물인터넷 노광 장비(100)는 전술한 구성의 XY 스테이지(10) 및 경사-회전 노광 헤드(20)에 더하여 카메라(83)와 장치 제어부(85) 및 사용자 기기(90)를 포함한다.
카메라(83)는 경사-회전 노광 헤드(20)를 촬영할 수 있는 적정 위치에 설치되며, 장치 제어부(85)와 전기적으로 연결된다. 장치 제어부(85)는 XY 스테이지(10)의 구동 장치(전술한 X축 이동부와 Y축 이동부 및 Z축 이동부) 및 경사-회전 노광 헤드(20)의 구동 장치(전술한 제1 구동부와 제2 구동부 및 제3 구동부)와 전기적으로 연결되며, 전술한 광축 제어부를 포함한다.
사용자 기기(90)는 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 태블릿 PC, 스마트 폰과 같은 스마트 기기이며, 프로그램 또는 앱을 통해 장치 제어부(85)와 무선 통신으로 연결된다. 사용자 기기(90)는 카메라(83)가 촬영한 영상 정보를 표시하는 표시부(91)와, 장치 제어부(85)로 명령 신호를 출력하여 XY 스테이지(10)와 경사-회전 노광 헤드(20)의 작동을 제어하는 원격 조작부(92)를 포함한다.
사용자는 표시부(91)의 영상 정보를 이용하여 경사-회전 노광 헤드(20)의 작동을 실시간으로 모니터링할 수 있고, 원격 조작부(92)를 이용하여 XY 스테이지(10)와 경사-회전 노광 헤드(20)의 작동을 온/오프시키거나 다양하게 제어할 수 있다. 원격 조작부(92)는 그래픽 유저 인터페이스로 구현될 수 있다.
사물인터넷 노광 장비(100)는 광원 유닛(30)의 적상 작동 여부를 감지하기 위한 동작 센서(81)와, 광원 유닛(30)의 틸트각 변화에 따른 노광량 차이를 줄이기 위한 파워 센서(82)를 포함할 수 있다.
동작 센서(81)는 경사-회전 노광 헤드(20)에 설치되며, 예를 들어 발광 소자(31)의 옆쪽에 위치하도록 광원 유닛(30)에 설치될 수 있다. 이 경우, 동작 센서(81)는 발광 소자(31)로부터 노광 타겟(71)을 향하는 빛을 가리지 않으면서 발광 소자(31)에서 방출되는 빛을 감지할 수 있다.
동작 센서(81)는 발광 소자(31)에서 방출되는 빛을 감지하고, 감지 신호를 장치 제어부(85)로 출력한다. 장치 제어부(85)는 노광 과정에서 동작 센서(81)의 감지 신호가 단절되거나, 단절 시간이 기 설정된 시간을 초과하는 경우, 사용자 기기(90)로 알람 신호를 출력할 수 있다.
전술한 경사-회전 노광 헤드(20)를 구비한 노광 장비(100)는 대형 노광 장치 대비 노광에 많은 시간이 소요되며, 광원 유닛(30)에 이상 발생 시 처음부터 다시 노광을 진행해야 한다. 동작 센서(81)가 광원 유닛(30)의 이상 여부를 실시간으로 감지함에 따라, 사용자는 노광 장치(110)의 작동을 쉽게 모니터링할 수 있고, 이상 발생 시 신속하게 대응할 수 있다.
파워 센서(82)는 빛의 세기를 측정하는 센서이며, 노광 타겟(71)과 거리를 두고 기판(72) 또는 기판 지지대 위에서 노광 타겟(71)과 같은 높이로 설치될 수 있다. 노광 공정이 진행되기 전, 광원 유닛(30)은 틸트각을 변화시키며 파워 센서(82)로 빛을 조사하고, 파워 센서(82)는 틸트각에 따른 빛의 세기 변화를 측정하여 장치 제어부(85)로 출력한다.
장치 제어부(85)의 메모리에는 틸트각에 따른 빛의 세기 정보가 저장될 수 있다. 광원 유닛(30)의 틸트각이 커질수록 파워 센서(82)에 감지된 빛의 세기는 낮아진다. 틸트각 변화에 따른 노광량 차이를 줄이기 위해서는 틸트각이 커질수록 노광 시간을 늘려야 한다. 사용자는 메모리에 저장된 빛의 세기 정보를 이용하여 노광 시간을 적절하게 설계할 수 있다.
다른 한편으로, 미리 설정된 알고리즘에 따라 장치 제어부(85)가 노광량 차이를 최소화하는 노광 시간을 연산할 수 있으며, 장치 제어부(85)의 메모리에 틸트각에 따른 빛의 세기 정보와 노광 시간 정보가 같이 저장될 수 있다. 실제 노광 시 광원 유닛(30)의 틸트각이 변할 때, 장치 제어부(85)는 메모리에 저장된 노광 시간 정보를 로딩하여 노광 시간을 제어할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 사물인터넷 노광 장비의 구성도이다. 도 11을 참고하면, 사물인터넷 노광 장비(110)는 복수의 경사-회전 노광 헤드를 구비한 멀티 헤드 타입으로 구성된다. 도 11에서는 제1 경사-회전 노광 헤드(21)와 제2 경사-회전 노광 헤드(22)가 XY 스테이지(10)에 서로간 거리를 두고 설치된 경우를 예로 들어 도시하였다.
제1 경사-회전 노광 헤드(21)는 제1 광원 유닛(30A), 제1 틸트각 조절부(40A), 제1 선형 이동부(50A), 및 제1 회전각 조절부(60A)를 포함한다. 제2 경사-회전 노광 헤드(22)는 제2 광원 유닛(30B), 제2 틸트각 조절부(40B), 제2 선형 이동부(50B), 및 제2 회전각 조절부(60B)를 포함한다.
제1 광원 유닛(30A)과 제2 광원 유닛(30B)은 같은 파장의 빛을 방출할 수 있고, 같이 움직이면서 노광을 수행할 수 있다. 이 경우 스탭핑 또는 스캐닝 회수를 줄여 전체 공정 시간을 단축할 수 있다.
다른 한편으로, 제1 광원 유닛(30A)과 제2 광원 유닛(30B)은 서로 다른 파장의 빛을 방출할 수 있다. 감광층으로 이루어진 노광 타겟(71)은 제1 파장과 제2 파장에 대해 서로 다른 광 민감도를 가질 수 있는데, 제1 광원 유닛(30A)은 제1 파장의 빛을 방출할 수 있고, 제2 광원 유닛(30B)은 제2 파장의 빛을 방출할 수 있다.
제1 경사-회전 노광 헤드(21)와 제2 경사-회전 노광 헤드(22)는 동시에 움직이거나 어느 하나가 선택적으로 움직일 수 있다. 사물인터넷 노광 장비(110)는 복수의 경사-회전 노광 헤드(21, 22)를 구비함으로써 노광 속도를 높일 수 있고, 노광 타겟(71)의 광 민감도 차이를 이용하여 다양한 형상의 경사 구조물을 제작할 수 있다.
도 11에 도시한 사물인터넷 노광 장비(110)는 경사-회전 노광 헤드가 복수개인 것을 제외하고 도 10에 도시한 사물인터넷 노광 장비(100)와 동일한 구성으로 이루어지며, 중복되는 설명은 생략한다.
전술한 사물인터넷 노광 장비(100, 110)에서, 복수의 발광 소자(31)는 온/오프와 그레이 스케일(광량)이 개별적으로 제어될 수 있다. 발광 다이오드는 전류에 따라 광량이 조절되므로, 복수의 발광 다이오드 각각에 공급되는 전류를 제어함으로써 발광 다이오드의 온/오프와 그레이 스케일을 정밀하게 조절할 수 있다.
이러한 광원 유닛(30)은 노광 타겟(71) 상의 노광 마스크(73)를 대체할 수 있다. 즉 노광 타겟(71) 상에 노광 마스크(73)를 배치하지 않고도 노광 타겟(71)의 특정 부위를 선택적으로 노광할 수 있으므로, 노광 마스크(73)를 생략할 수 있다.
전술한 구성의 사물인터넷 노광 장비(100, 110)는 광원 유닛(30)의 자유로운 틸트와 회전에 의해 다양한 형상의 3차원 경사 구조물을 용이하게 제작할 수 있다. 도 12는 경사 노광의 예시를 나타낸 노광 타겟의 확대 단면도이고, 도 13과 도 14는 도 12에 도시한 경사 노광에 의해 제작 가능한 경사 구조물을 나타낸 단면도이다.
도 12를 참고하면, 광원 유닛의 광축은 Z축 방향에 대해 +θ의 경사각(틸트각)을 가진다. 노광 마스크(73)는 투광부(731)와 차광부(732)로 구성되며, 노광 타겟(71) 가운데 투광부(731)와 마주하는 부분이 선택적으로 경사 노광된다. 포지티브 감광층의 경우 빛에 노출된 부분이 약품에 대해 가용성이 되고, 네가티브 감광층의 경우 빛에 노출된 부분이 약품에 대해 불용성이 된다.
노광 타겟(71)이 포지티브 감광층인 경우, 노광 후 현상 작업을 수행하면 도 13과 같이 빛에 노출된 부분이 제거된 경사 구조물(91)을 얻을 수 있다. 노광 타겟(71)이 네가티브 감광층인 경우, 노광 후 현상 작업을 수행하면 도 14와 같이 빛에 노출된 부분이 경화되어 남아 있는 경사 구조물(92)을 얻을 수 있다.
도 15a 내지 도 15c는 경사 노광의 다른 예시를 나타낸 노광 타겟의 확대 단면도이다.
도 15a를 참고하면, 노광 타겟(71)은 네거티브 감광층일 수 있으며, 광원 유닛의 광축은 Z축 방향에 대해 +θ의 경사각(틸트각)을 가진다. 노광 타겟(71) 가운데 노광 마스크(73)의 투광부(731)와 마주하는 부분이 1차로 경사 노광된다.
도 15b를 참고하면, 광원 유닛의 광축은 Z축 방향에 대해 -θ의 경사각(틸트각)을 가진다. 이때 광원 유닛은 도 15a의 위치에서 선형 레일을 따라 X축 방향으로 이동한 것일 수 있다. 노광 타겟(71) 가운데 노광 마스크(73)의 투광부(731)와 마주하는 부분이 2차로 경사 노광된다.
1차 경사 노광과 2차 경사 노광 후 현상 작업을 수행하면, 도 15c와 같이 두 방향으로 경사진 부분이 서로 얽힌 그물(mesh) 형태의 경사 구조물(93)을 얻을 수 있다.
도 16a와 도 16b는 경사-회전 노광의 예시를 나타낸 노광 타겟의 확대 단면도이고, 도 17과 도 18은 도 16a 및 도 16b에 도시한 경사-회전 노광에 의해 제작 가능한 경사 구조물을 나타낸 단면도이다.
도 16a와 도 16b를 참고하면, 광원 유닛은 Z축에 대해 θ의 틸트각을 가진 상태에서 제2 회전축을 중심으로 회전한다. 이때 광원 유닛은 광축이 노광 타겟(71)의 기준점을 향하도록 광축 보정이 이루어진 상태이다. 노광 타겟(71) 가운데 노광 마스크(73)의 투광부(731)와 마주하는 부분이 경사 노광되고, 광원 유닛의 회전에 의해 경사 노광이 중첩된다.
노광 타겟(71)이 포지티브 감광층인 경우, 노광 후 현상 작업을 수행하면 도 17과 같이 경사 노광이 중첩된 부분이 제거된 경사 구조물(94)을 얻을 수 있다. 이때 노광 타겟(71) 중 빛에 노출되지 않았지만 기판(72)과 안정적인 접촉을 이루지 못한 부분(점선으로 도시)도 현상에 의해 제거된다.
노광 타겟(71)이 네가티브 감광층인 경우, 노광 후 현상 작업을 수행하면 도 18과 같이 빛에 노출된 부분이 경화되어 남아 있는 경사 구조물(95)을 얻을 수 있다. 도 17과 도 18에서 경사 구조물(94, 95)은 원뿔 또는 원뿔과 유사한 부분을 포함할 수 있다.
전술한 구성의 사물인터넷 노광 장비(100, 110)는 반도체, 디스플레이, 멤스(MEMS) 구조물 등을 제작하는 리소그래피 공정에 사용되거나, 조형 물질을 한 층씩 경화시키고 적층하여 3차원 구조물을 만드는 3D 프린트 공정 등 다양한 공정에 사용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100, 110: 사물인터넷 노광 장비
10: XY 스테이지 20: 경사-회전 노광 헤드
30: 광원 유닛 31: 발광 소자
40: 틸트각 조절부 41: 제1 회전축
42: 제1 지지부 43: 제1 구동부
50: 선형 이동부 51: 선형 레일
52: 제2 지지부 53: 제2 구동부
60: 회전각 조절부 61: 제2 회전축
62: 제3 지지부 63: 제3 구동부
71: 노광 타겟 80: 광축 제어부
85: 장치 제어부 90: 사용자 기기

Claims (15)

  1. XY 스테이지에 의해 노광 타겟 상에 위치하며, 노광 타겟을 향해 빛을 조사하는 광원 유닛;
    상기 광원 유닛에 결합되며, 상기 노광 타겟의 상면과 나란한 제1 회전축을 포함하는 틸트각 조절부;
    상기 틸트각 조절부에 결합되며, 상기 노광 타겟의 상면과 나란하고 상기 제1 회전축과 직교하는 선형 레일을 포함하는 선형 이동부; 및
    상기 선형 이동부에 결합되며 상기 제1 회전축 및 상기 선형 레일과 직교하는 제2 회전축을 포함하는 회전각 조절부를 포함하고,
    상기 광원 유닛은 상기 제1 회전축의 회전에 의해 틸트각이 조절되며, 상기 선형 레일을 따라 직선 이동하고, 상기 제2 회전축의 회전에 의해 회전각이 조절되는 경사-회전 노광 헤드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광원 유닛은 회로 기판에 실장된 복수의 발광 소자와, 회로 기판을 지지하는 지지체를 포함하고,
    상기 복수의 발광 소자는 같은 밝기로 발광하거나 개별적으로 밝기가 제어되는 경사-회전 노광 헤드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 노광 타겟은 다양한 크기로 교체 가능하고,
    상기 광원 유닛은 교체 가능한 여러 가지 크기의 노광 타겟 중 최대 노광 타겟보다 작은 소형으로 제작되는 경사-회전 노광 헤드.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 회전축은 상기 지지체에 고정되고,
    상기 틸트각 조절부는 상기 제1 회전축을 지지하는 제1 지지부와, 상기 제1 회전축에 결합되어 상기 제1 회전축에 회전 동력을 제공하는 제1 구동부를 더 포함하는 경사-회전 노광 헤드.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 선형 레일은 상기 제1 지지부와 결합되고,
    상기 선형 이동부는 상기 선형 레일을 구비한 제2 지지부와, 상기 제1 지지부와 결합되어 상기 선형 레일을 따라 상기 제1 지지부를 직선 이동시키는 제2 구동부를 더 포함하는 경사-회전 노광 헤드.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 구동부는 볼나사 너트를 내장한 이동 블록과, 볼나사 너트를 관통하는 볼나사와, 볼나사의 일단에 결합된 모터를 포함하며,
    상기 제1 지지부는 상기 이동 블록의 하면에 고정되는 경사-회전 노광 헤드.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2 회전축은 상기 제2 지지부의 상면에 고정되고,
    상기 회전각 조절부는 상기 제2 회전축을 지지하는 제3 지지부와, 상기 제2 회전축에 결합되어 상기 제2 회전축에 회전 동력을 제공하는 제3 구동부를 더 포함하는 경사-회전 노광 헤드.
  8. XY 스테이지에 의해 노광 타겟 상에 위치하며, 노광 타겟을 향해 빛을 조사하는 광원 유닛;
    상기 광원 유닛에 결합되며 상기 노광 타겟의 상면과 나란한 제1 회전축과, 제1 회전축을 회전시키는 제1 구동부를 포함하는 틸트각 조절부;
    상기 틸트각 조절부에 결합되며 상기 노광 타겟의 상면과 나란하고 상기 제1 회전축과 직교하는 선형 레일과, 선형 레일을 따라 상기 광원 유닛과 상기 틸트각 조절부를 이동시키는 제2 구동부를 포함하는 선형 이동부;
    상기 선형 이동부에 결합되고 상기 제1 회전축 및 상기 선형 레일과 직교하는 제2 회전축을 구비하며, 상기 광원 유닛과 상기 틸트각 조절부 및 상기 선형 이동부를 회전시키는 회전각 조절부; 및
    상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부와 전기적으로 연결되고, 상기 제2 회전축의 중심이 상기 노광 타겟과 만나는 지점을 기준점이라 할 때, 상기 광원 유닛의 광축이 항상 기준점을 향하도록 상기 제1 구동부와 상기 제2 구동부를 연동하여 제어하는 광축 제어부를 포함하는 경사-회전 노광 헤드.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 광축 제어부는 하기 수식 (1)을 만족하도록 상기 제1 구동부와 상기 제2 구동부를 연동하여 제어하는 경사-회전 노광 헤드.
    tanθ = x/z --- (1)
    여기서, θ는 상기 제1 회전축의 회전에 의한 상기 광원 유닛의 틸트각을 나타내고, x는 상기 기준점으로부터 상기 선형 레일을 따라 움직인 상기 광원 유닛의 이동 거리를 나타내며, z는 상기 기준점 바로 위의 상기 광원 유닛이 영(zero)의 틸트각을 가질 때 측정된 상기 제1 회전축의 중심과 상기 기준점 사이의 거리를 나타낸다.
  10. XY 스테이지;
    상기 XY 스테이지에 결합되며, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 경사-회전 노광 헤드;
    상기 경사-회전 노광 헤드를 촬영하는 카메라;
    상기 XY 스테이지와 상기 경사-회전 노광 헤드 및 상기 카메라와 전기적으로 연결된 장치 제어부; 및
    상기 장치 제어부와 무선 통신으로 연결되며, 상기 카메라가 촬영한 영상 정보를 표시하는 표시부와, 상기 장치 제어부를 통해 상기 XY 스테이지와 상기 경사-회전 노광 헤드의 작동을 제어하는 원격 조작부를 포함하는 사용자 기기
    를 포함하는 사물인터넷 노광 장비.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 경사-회전 노광 헤드에 설치되고, 상기 광원 유닛에서 방출되는 빛을 감지하며, 감지 신호를 상기 장치 제어부로 출력하는 동작 센서를 더 포함하고,
    상기 장치 제어부는 노광 시 상기 동작 센서의 감지 신호가 단절되거나 단절 시간이 기 설정된 시간을 초과하는 경우 상기 사용자 기기로 알람 신호를 출력하는 사물인터넷 노광 장비.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 노광 타겟과 거리를 두고 위치하고, 상기 광원 유닛의 틸트각 변화에 따른 빛의 세기 변화를 측정하며, 측정 신호를 상기 장치 제어부로 출력하는 파워 센서를 더 포함하고,
    상기 장치 제어부는 상기 광원 유닛의 틸트각이 커질수록 노광 시간을 늘리도록 상기 광원 유닛의 작동을 제어하는 사물인터넷 노광 장비.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 XY 스테이지는, 상기 XY 스테이지와 상기 경사-회전 노광 헤드 사이에 설치되어 상기 XY 스테이지에 대해 상기 경사-회전 노광 헤드를 Z축 방향으로 이동시키는 제1 이동부와, 상기 XY 스테이지 전체를 Z축 방향으로 이동시키는 제2 이동부 중 적어도 하나를 포함하는 사물인터넷 노광 장비.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 경사-회전 노광 헤드는 상기 XY 스테이지 상에 서로간 거리를 두고 배치된 제1 경사-회전 노광 헤드와 제2 경사-회전 노광 헤드를 포함하는 사물인터넷 노광 장비.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 경사-회전 노광 헤드와 상기 제2 경사-회전 노광 헤드는 서로 다른 파장의 빛을 방출하는 사물인터넷 노광 장비.
KR1020180133748A 2018-11-02 2018-11-02 경사-회전 노광 헤드 및 이를 구비한 사물인터넷 노광 장비 KR102253693B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180133748A KR102253693B1 (ko) 2018-11-02 2018-11-02 경사-회전 노광 헤드 및 이를 구비한 사물인터넷 노광 장비

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180133748A KR102253693B1 (ko) 2018-11-02 2018-11-02 경사-회전 노광 헤드 및 이를 구비한 사물인터넷 노광 장비

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200050749A KR20200050749A (ko) 2020-05-12
KR102253693B1 true KR102253693B1 (ko) 2021-05-18

Family

ID=70679630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180133748A KR102253693B1 (ko) 2018-11-02 2018-11-02 경사-회전 노광 헤드 및 이를 구비한 사물인터넷 노광 장비

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102253693B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100545360B1 (ko) * 1998-10-12 2006-01-24 우시오덴키 가부시키가이샤 경사광을 조사하는 프록시머티 노광방법
JP2015080727A (ja) 2013-10-24 2015-04-27 行政院原子能委員會核能研究所 三次元造影のための走査システム

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4604661B2 (ja) * 2004-11-05 2011-01-05 ウシオ電機株式会社 光配向用偏光光照射装置
KR100746221B1 (ko) * 2005-12-23 2007-08-03 삼성전자주식회사 사입사 조명장치, 노광장비 및 사입사 조명방법
KR20130087979A (ko) * 2012-01-30 2013-08-07 지철묵 스캔 방식의 자외선 노광 정렬장치
KR20150119778A (ko) * 2014-04-16 2015-10-26 지철묵 파장값 선택형 자외선 led 광원

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100545360B1 (ko) * 1998-10-12 2006-01-24 우시오덴키 가부시키가이샤 경사광을 조사하는 프록시머티 노광방법
JP2015080727A (ja) 2013-10-24 2015-04-27 行政院原子能委員會核能研究所 三次元造影のための走査システム

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200050749A (ko) 2020-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7375360B2 (en) Light device of arranging thin film inspection sensor array, and method and apparatus for arranging sensor array using the same
EP3687765B1 (en) Method of aligning pixelated light engines in a three dimensional printing system and corresponding three dimensional printing system
CN112297432B (zh) 3d打印设备的标定方法、系统及3d打印方法和设备
JP4273679B2 (ja) 分割逐次近接露光装置
JP2008015314A (ja) 露光装置
KR101922204B1 (ko) 스캐닝 방식의 노광 장치
JP5032821B2 (ja) 基板移動装置
KR102253693B1 (ko) 경사-회전 노광 헤드 및 이를 구비한 사물인터넷 노광 장비
JP2018036255A (ja) レンズ測定装置及びレンズ測定装置用指標板
KR100746221B1 (ko) 사입사 조명장치, 노광장비 및 사입사 조명방법
JP6655753B2 (ja) 照明源としてのマイクロｌｅｄアレイ
JP2007305696A (ja) 位置決め装置の精度測定方法
CN101826454B (zh) 半导体装置的制造方法
JP4799324B2 (ja) 露光装置、露光方法、及び表示用パネル基板の製造方法
JP4487688B2 (ja) ステップ式近接露光装置
JP2007298656A (ja) 近接露光装置
JP2005354306A (ja) 画像入出力装置
JP5537063B2 (ja) プロキシミティ露光装置、プロキシミティ露光装置のギャップ制御方法、及び表示用パネル基板の製造方法
JP5872310B2 (ja) 描画装置、テンプレート作成装置、および、テンプレート作成方法
JP7275515B2 (ja) カップ取付装置
JP2007299908A (ja) 半導体ウェハ撮像装置
JP2022100674A (ja) 描画装置および描画方法
KR20220147475A (ko) 협조제어방식 또는 고정맵 기반 제어방식을 이용한 레이저 가공장치 및 그 방법
JP2006098774A (ja) 近接露光装置
CN116804829A (zh) 曝光装置以及曝光方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant