KR20070052789A - Method for aligning micro-apertures of parts using laser difflection patern and system using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 레이저를 이용한 구멍(aperture)의 정렬방법에 관한 것으로서, 복수개 부품의 각 구멍간의 수직 정렬을 레이저 빔을 이용하여 회절패턴을 형성시킴으로서 정렬하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of aligning apertures using a laser, and to a method of aligning vertical alignment between holes of a plurality of parts by forming a diffraction pattern using a laser beam.
Description
본 발명은 레이저 회절 패턴을 이용한 미세 구멍의 정렬방법에 관한 것으로서, 특히 초소형 전자빔 장치에 있어서 다양하고 매우 작은 핀 홀(pin hole) 형태의 전자렌즈 등과 같은 부품의 구멍을 정밀하게 동축 상에 정렬하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 각각의 사각 또는 원형 박막(membrane)의 중앙에 위치한 구멍을 레이저 빔을 이용하여 발생하는 간섭무늬를 해석함으로써, 미세한 홀이 구성된 박막 판들을 여러층으로 정렬하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for aligning micropores using a laser diffraction pattern. The present invention relates to precisely coaxially aligning holes of components such as various and very small pinhole-type electron lenses, especially in an ultra-small electron beam apparatus. It relates to a method and a system. The present invention relates to a method and a system for arranging thin plates composed of fine holes in multiple layers by analyzing interference patterns generated by using a laser beam in a hole located in the center of each square or circular membrane.
종래 초소형 전자빔 장치에서 전자렌즈(통상 두께수 ㎛ 정도의 박막 중앙에 수 ~ 수백 ㎛ 정도의 원형 홀이 가운데 뚫려 있는 구조로 되어 있다)를 여러 층으로 정렬할 때에 고배율 광학현미경 또는 얼라이너(aligner) 등의 장비를 활용하여 정렬을 하게 된다.High magnification optical microscopes or aligners when aligning electron lenses (consisting of several to several hundred micrometers of circular holes in the center of a thin film having a thickness of several micrometers in the center) in multiple layers in a conventional micro electron beam device It will be aligned using equipment such as.
그러나, 상기의 방법들은 정밀도는 현미경과 얼라이너의 분해능에 의해 결정되며 최종적인 정렬 확인이 쉽지 않고, 고가의 장비를 사용하여야 한다는 문제점이 있었다.However, the above methods have a problem that the precision is determined by the resolution of the microscope and the aligner, and final alignment confirmation is not easy, and expensive equipment must be used.
따라서 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인은 레이저를 이용한 구멍(aperture)의 정렬방법에 관한 것으로서, 복수개 부품의 각 구멍간의 수직 정렬을 레이저 빔을 이용하여 회절 패턴을 형성시킴으로서 정렬하는 방법에 관한 대한민국 특허출원 제10-2001-0040196호를 출원하였다. 위의 종래 발명은 파동광학에 기초하여 일정한 위상(phase)을 가진 레이저빔이 일정 모양의 구멍(aperture)을 통과할 때에 형성되는 회절패턴(diffraction pattern)과 정밀선형위치조정장치(linear stage) 등의 상대적으로 간단한 기술을 활용하여 미세한 홀이 구성된 박막 판들을 여러 층으로 정렬할 수 있도록 하는 방법을 제공한다.Accordingly, in order to solve such a problem, the present applicant relates to a method of aligning apertures using a laser, and related to a method of aligning vertical alignment between holes of a plurality of parts by forming a diffraction pattern using a laser beam. Patent application No. 10-2001-0040196 has been filed. In the above-mentioned conventional invention, a diffraction pattern, a precision linear stage, and the like, which are formed when a laser beam having a certain phase passes through an aperture based on wave optics, etc. It uses a relatively simple technique to provide a way to align thin plates consisting of fine holes into layers.
그러나 위의 종래 발명은 일반 레이저 빔이 렌즈 등의 구멍을 통과하여 회절 패턴을 형성시켜서 다양한 크기의 구멍을 정렬함에 있어 구멍의 크기가 매우 작은 경우 정밀도가 떨어지는 단점이 있다. 또한 부품의 구멍이 여러개 있는 경우, 즉 마이크로칼럼의 렌즈가 웨이퍼 타입등 멀티인 경우, 각 구멍들을 정렬하여야 하므로 이 경우 하나의 구멍이 정렬하고 다른 구멍을 정렬할 때 이미 정렬된 구멍이 진동 등에 의해 동축에서 벗어날 수 있어 재정렬 하여야 하는등의 문제가 발생할 수 있다. 또한 기존의 레이저 빔의 회절패턴을 이용한 정렬방법은 정렬대상의 렌즈등의 구멍의 사이즈가 레이저 빔의 단면 사이즈와 비슷하고 각각의 렌즈등의 구멍의 크기가 비슷한 경우에는 별다른 문제점이 없으나, 정렬대상 렌즈의 구멍의 크기가 다양해지거나 복수개의 렌즈의 구멍의 크기가 각각 다를 경우 회절패턴이 정확하게 형성되지 않아서 정밀한 정렬이 이루어지지 않는 문제점이 있다.However, the above-described conventional invention has a disadvantage in that precision is low when the size of the hole is very small in aligning holes of various sizes by forming a diffraction pattern through a hole such as a lens. In addition, when there are several holes in the part, that is, when the microcolumn lens is multi-type such as wafer type, each hole must be aligned. You may get out of coax and realign. In addition, the alignment method using the diffraction pattern of the conventional laser beam has no problem when the size of the holes of the lens and the like to be aligned is similar to the cross-sectional size of the laser beam and the sizes of the holes of the lenses and the like are similar. If the size of the holes of the lens is diversified or the sizes of the holes of the plurality of lenses are different, there is a problem that the precise alignment is not made because the diffraction pattern is not accurately formed.
또한 회절 패턴의 해석에 있어서 육안이나 CCD 카메라를 통한 시각적 해석은 정밀한 해석이 곤란할 수 있다. 왜냐하면 개개인의 시각의 차이나 형상에 대한 주관적 판단이 배제되기 어려워 정밀한 정렬의 경우 오차가 발생할 수 있다.In addition, in the interpretation of the diffraction pattern, visual interpretation by the naked eye or a CCD camera may be difficult to precisely interpret. Because it is difficult to exclude subjective judgments about individual differences of vision and shapes, and errors may occur in precise alignment.
또한 상기의 방법은 대량생산에서 판독 시간이 있어 효율적인 생산이 곤란한 문제점을 가지고 있다.In addition, the above method has a problem in that efficient production is difficult due to the read time in mass production.
기술적 과제Technical challenge
따라서 본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로서, 렌즈 등의 구멍의 사이즈에 따라 레이저 빔을 포커싱하여 회절 패턴을 보다 집속하여 더 정확하게 형성하도록 하여 렌즈 등의 구멍을 정렬하는 방법 및 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems of the prior art, and focusing the laser beam according to the size of the hole, such as the lens to focus the diffraction pattern to form more precisely to align the holes such as the lens and The purpose is to provide a system.
또한 본 발명은 복수개의 렌즈 등의 2개 이상의 구멍을 정렬함으로서 다른 나머지 구멍들도 같이 정렬되도록 하는 방법 및 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.It is also an object of the present invention to provide a method and system for aligning two or more holes, such as a plurality of lenses, so that the other remaining holes are also aligned.
또한 본 발명은 기존의 회절 패턴을 해석함에 있어 육안이나 CCD 카메라와 같은 팬턴의 형상 해석 보다 간편한 해석 및 정렬을 위한 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for easier analysis and alignment than analyzing the shape of the pantone such as the naked eye or CCD camera in analyzing the existing diffraction pattern.
기술적 해결방법Technical solution
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 레이저를 이용한 미세 구멍의 정렬방법은,Alignment method of the fine holes using the laser of the present invention for achieving the above object,
관통 구멍(aperture)이 있는 부품(이하 '제1부품'이라 함)을 상기 구멍으로 레이저 빔을 입사하여 관통할 수 있도록 스테이지에 고정하는 단계;Fixing a part having an aperture (hereinafter referred to as a “first part”) to the stage so as to penetrate the laser beam through the hole;
상기 제1부품의 구멍에 레이저 빔이 포커싱되도록 레이저 빔을 포커싱되도록 하는 단계;Focusing the laser beam such that the laser beam is focused in the hole of the first part;
상기 포커싱된 레이저 빔이 상기 제1부품의 구멍을 관통하여 일정한 거리만큼 떨어진 위치에 놓인 스크린 상에 상기 구멍의 형상에 따른 정확한 회절 패턴(Diffraction pattern)이 나타나도록 레이저 빔과 정렬(align)하는 제1 정렬단계; 및An alignment means that the focused laser beam aligns with the laser beam such that an accurate diffraction pattern according to the shape of the hole appears on a screen placed at a predetermined distance from the hole of the first part. 1 sorting step; And
상기 제1 부품과 정렬될 관통 구멍이 있는 다른 부품(이하 '제2 부품' 이라 함)을 상기 레이저빔이 다시 제2 부품의 구멍(aperture)을 통해 통과되어 상기 스크린 상에 상기 레이저빔이 상기 스크린 상에 나타나도록 상기 제1 부품의 상부 또는 하부에 위치시키고 위치조정장치로 상기 스크린 상에 레이저빔이 다시 새로운 상기 제2 부품의 구멍의 형상에 따른 정확한 회전 패턴을 형성하도록 정렬하는 제2 정렬단계;를 포함한다.The other part (hereinafter referred to as 'second part') having a through hole to be aligned with the first part is passed through the aperture of the second part again so that the laser beam on the screen A second alignment, positioned above or below the first part so as to appear on the screen and aligned with a positioning device such that the laser beam on the screen again forms an accurate rotation pattern according to the shape of the hole of the new second part It includes; step.
또한 본 발명에 따른 기준용 관통 구멍(aperture)을 구비한 부품들을 정렬하는 방법에 있어서, 상기 부품들을 상기 미세 구멍 정렬방법에 의해 정렬하여 부품들을 정렬하는 것을 특징으로 한다.In addition, the method for aligning the parts having a reference through aperture (aperture) according to the invention, characterized in that the parts are aligned by aligning the parts by the fine hole alignment method.
또한 본 발명에 따른 부품들의 구멍을 정렬하는 시스템은The system for aligning the holes of the parts according to the invention
레이저; 상기 레이저로부터 나오는 빔 포커싱하기 위한 포커스 렌즈; 제1정렬 대상부품(이하 제1부품이라 함)을 고정 및 조정하여 상기 포커스 렌즈에 의해 포커싱된 레이저 빔이 정렬 대상 부품의 구멍을 관통하여 정렬되도록 하는 제1 스테이지; 제2정렬 대상 부품(이하 제2부품이라 함)을 고정 및 조정하여 상기 제1부품의 구멍을 관통한 레이저 빔이 상기 제2부품의 구멍을 관통하여 정렬되도록 하는 제2스테이지; 및 상기 제2부품의 구멍을 관통한 레이저빔이 투영되도록 하는 스크린 또는 이미지 감지기;를 포함한다.laser; A focus lens for beam focusing coming from the laser; A first stage for fixing and adjusting a first alignment target component (hereinafter referred to as a first component) to align the laser beam focused by the focus lens through the hole of the alignment target component; A second stage for fixing and adjusting a second alignment target part (hereinafter referred to as a second part) to align the laser beam penetrating the hole of the first part through the hole of the second part; And a screen or an image sensor for projecting a laser beam through the hole of the second part.
레이저 빔을 이용하여 정렬하는 기본 원리는 대한민국 특허출원 제10-2001-0040196호의 원리와 동일하므로 본 명세서에서 이를 참조로 사용한다.The basic principle of aligning using a laser beam is the same as that of Korean Patent Application No. 10-2001-0040196, which is used herein as a reference.
즉 도1과 같이, 레이저 빔을 이용하여 미세 구멍을 정렬하는 본 발명은 간섭의 원리를 이용하는 데, 즉 광학 정렬에 사용할 첫 번째 박막(membrane, m1)의 첫 번째 마이크로홀(a)을 통과한 빛의 간섭무늬에서 발생한 간섭무늬는 m번째 상쇄간섭무늬까지의 거리 ym 마다 보강간섭에 의해 밝은 무늬(fringe)가 발생하여 전자결합소자(CCD)등의 이미지 감지기나 스크린 등을 이용하여 측정하면 이미지 감지기나 스크린 등에 연결된 모니터(미도시)의 화면상이나 직접 스크린 등에서 볼 때 정확한 보강 간섭과 소멸 간섭에 의한 간섭무늬의 위치를 확인할 수 있다. ym 은In other words, as shown in FIG. 1, the present invention, which uses a laser beam to align micropores, uses the principle of interference, that is, passes through the first microhole (a) of the first membrane (m1) to be used for optical alignment. The interference fringes generated from the interference fringes of the light generate bright fringes due to constructive interference at every distance y m to the mth destructive interference fringes. When viewed on the screen of a monitor (not shown) connected to an image detector or a screen, or directly on a screen, the position of the interference pattern due to the constructive and destructive interference can be confirmed. y m is
으로 표시되며 도1에 나타난 바와 같이 a는 구멍의 직경이고 s는 대상 박막과 스크린 사이의 거리이며 m은 자연수로서 몇 번째 상쇄간섭인가를 나타내며 λ는 광원의 파장으로 사용되는 레이저의 파장이다.As shown in FIG. 1, a is the diameter of the hole, s is the distance between the target thin film and the screen, m is the natural number, which indicates the number of destructive interferences, and λ is the wavelength of the laser used as the wavelength of the light source.
이와 같은 상태에서 두 번째 박막(m2)의 광학정렬용 마이크로 홀(b)을 첫 번째 마이크로 홀(a)과 그리고 스크린(CCD) 사이에 거리(s)를 유지하게 하고 삽입하면 정확한 시준이 이루어지지 않을 경우 m=0에 해당하는 가장 밝은 부위의 위치에 변화가 발생하게 되고, 또한 첫 번째 마이크로 렌즈와 두 번째 마이크로 렌즈의 경우도 광학정렬용 마이크로 홀의 경우와 동일하게, 이것들을 일직선상에 맞춤으로써, 일직선상에 여러 개의 박막을 시준할 수 있다.In this state, if the optical alignment micro holes (b) of the second thin film (m2) are inserted and maintained with the distance (s) between the first micro holes (a) and the screen (CCD), accurate collimation cannot be achieved. If not, a change occurs in the position of the brightest part corresponding to m = 0, and the first microlens and the second microlens are aligned in a straight line as in the case of the optical alignment microhole. In addition, several thin films can be collimated in a straight line.
또한 레이저 파장과 박막 및 CCD 감지기까지의 정확한 거리를 미리 알 수 있는 경우, 각각의 박막에 대해 모니터 상에 측정한 간섭무늬의 위치 ym으로부터 전자렌즈의 정확한 직경을 알아낼 수 있다.In addition, if the laser wavelength and the exact distance to the thin film and the CCD sensor are known in advance, the exact diameter of the electron lens can be determined from the position y m of the interference fringe measured on the monitor for each thin film.
유리한 효과Favorable effect
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 레이저 빔을 포커싱하여 미세 구멍들을 정렬하는 방법 및 시스템은 부품들의 구멍을 보다 용이하고 단시간내에 정렬 할 수 있도록 한다.As described above, the method and system for aligning micropores by focusing a laser beam in accordance with the present invention allows for easier and shorter alignment of the holes in the components.
본 발명에 따른 정렬 방법 및 시스템은 여러개의 구멍들을 가진 부품들을 용이하고 단시간내에 정렬할 수 있도록 한다.The alignment method and system according to the invention allows for easy and short alignment of parts with multiple holes.
도1은 본 발명의 기본 원리를 나타내는 개략도.1 is a schematic diagram showing the basic principle of the present invention;
도2는 본 발명을 적용하기 위한 장치의 구성을 간략하게 보인 예시도.2 is an exemplary view briefly showing a configuration of an apparatus for applying the present invention.
도3은 본 발명에 따라 구멍들이 정렬되는 것을 개략적으로 나타내는 예시도.Figure 3 is an illustration showing schematically the alignment of the holes in accordance with the present invention.
도4는 본 발명에 따른 다른 실시예로서 레이저 회절 패턴을 확인하기 위한. 디텍터의 평면도.4 is for confirming the laser diffraction pattern as another embodiment according to the present invention. Top view of the detector.
도5는 도4의 디텍터를 사용하여 구멍이 정렬되는 것을 개략적으로 나타내는 예시도.5 is an exemplary view schematically showing that the holes are aligned using the detector of FIG.
발명의 실시를 위한 최선의 형태Best Mode for Carrying Out the Invention
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명을 적용하기 위한 장치의 구성을 간략하게 보인 예시도로서, 레이저(20)에서 나온 빔(21)이 스플리터(30)에 의해 두개의 빔(22, 23)으로 스플릿된다. 도2에서 제1빔(22)은 스플릿되어 진행방향으로 그대로 진행하나 제2빔은 미러(40)에 의해 다시 반사되어 부품들(1,2)의 구멍을 향하여 진행되게 된다. 제1빔(22) 및 제2빔(23)은 각각 포커스 렌즈(60, 60a)에 의해 포커싱되어 제1부품(1) 및 제2부품(2)의 정렬 대상 구멍을 관통하여 스크린(10)에 투영된다. 제1부품(1)의 구멍들은 스테이지(80)에 의해 X-Y-Θ이동되어 포커싱된 제1빔 및 제2빔에 의해 회절 패턴을 스크린(10)에 투영하도록 조정된다. 제1부품(1)의 구멍들이 정렬된 후, 척 및 렌즈 지지부(71)를 포함하는 스테이지(70)는 제2부품(2)을 고정 및 조정하여 제2부품(2)의 정렬대상 구멍들을 제1부품(1)의 구멍을 통과한 레이저 빔들이 통과하여 스크린에 회절 패턴을 투영하도록 X-Y-Z-Θ 방향으로 조정한다 포커스 렌즈들(60, 60a)은 각각 x-y-z 스테이지(50,50a)에 의해 고정되어 빔들(22,23)을 제1렌즈의 정렬대상 구멍에 포커싱한다. 따라서 포커싱은 스테이지(50,50a)에 의해 가변 조정되는데 정렬대상 구멍의 크기나 거리에 따라 스테이지들이 포커싱을 조정할 수 있다.2 is a schematic view showing the configuration of an apparatus for applying the present invention, in which a
도3은 본 발명에 따라 3개의 부품들의 자 2개의 구멍들이 정렬되는 것을 나 타내는 개념도이다. 도3에서, 두개의 레이저가 도시 되었으나 도2와 같이 스플리터를 사용하면 하나의 레이저를 사용할 수 있다. 각 부품들의 구멍수에 맞게 포커스 렌즈들이 구비되어 있어 포커싱된 레이저 빔들이 3개의 부품층들의 구멍을 통과하여 스크린에 회절 무늬들을 형성하는 것을 나타낸다.3 is a conceptual diagram showing that two holes of three parts are aligned according to the present invention. In FIG. 3, two lasers are shown, but when a splitter is used as in FIG. 2, one laser may be used. Focus lenses are provided to match the number of holes of each component, indicating that the focused laser beams pass through the holes of the three component layers to form diffraction patterns on the screen.
도2 및 도3은 두개의 레이저 빔이 두개의 구멍들을 정렬하는 예를 나타낸 것이나, 도2에서 스플리터에서 레이저 빔을 3개 이상으로 스플릿하거나 도3에서처럼 레이저를 더 많이 사용하여 더 많은 구멍을 동시에 정렬 할 수 있다. 만약 정렬되는 부품들의 구멍이 하나씩 이라면 스플리터 없이 사용하면 된다.2 and 3 show an example in which two laser beams align two holes, but in FIG. 2 split more than three laser beams in a splitter or use more lasers as in FIG. 3 to simultaneously open more holes. You can sort. If the holes of the parts to be aligned are single, you can use them without splitters.
도3에서 부품들의 구멍은 각각 다를 수 있는데 바람직하게는 가장 작은 구멍을 가진 부품을 제일 먼저 정렬하여 그 위에 다른 부품을 정렬하는 것이나, 만약 정렬하는 순서가 정해져 있다면 최외각의 부품 중 작은 것을 먼저 정렬하여 기준으로 하는 것이 바람직하다. 또한 스테이지등에 의해 포커스 렌즈를 조정하여 포커싱 거리를 가변할 수 있으므로 만일 중간의 구멍이 더 작은 경우는 그 구멍을 기준으로 포커싱하여 정렬할 수도 있다. 본 발명에 따라 포커싱하는 것은 부품의 구멍을 최대한 많은 레이저 빔이 통과할 수 있도록 하는 것이므로 포커싱은 정렬되는 모든 구멍을 가장 많은 레이저 빔이 통과할 수 있도록 하는 것으로 상황에 따라 포커싱을 가변하면 보다 정확한 정렬이 이루어 질 수 있다. 이와 같은 포커싱의 가변을 위하여, 다양한 포커싱 렌즈들의 자동 교체기를 설치 자동화하거나 포커싱 렌즈의 스테이지를 자동 조절하여 빠른 정렬을 수행할 수도 있다.In Fig. 3, the holes of the parts may be different. Preferably, the parts having the smallest holes are aligned first and other parts are arranged thereon. It is preferable to make a reference | standard. In addition, since the focusing distance can be varied by adjusting the focus lens by a stage or the like, if the hole in the middle is smaller, the focusing point can be aligned with respect to the hole. Focusing according to the present invention is to allow as many laser beams to pass through the holes of the part as possible, so focusing is to allow the most laser beams to pass through all the holes to be aligned. This can be done. In order to change the focusing, a quick alignment may be performed by automatically installing or replacing an automatic changer of various focusing lenses or automatically adjusting a stage of the focusing lens.
또한 본 발명에 따라 각 부품의 구멍이 2개 이상인 경우, 예를 들면 마이크 로칼럼의 렌즈들이 웨이퍼 타입과 같이 멀티화되어 하나의 렌즈층에 여러 개의 구멍이 있어 이들 렌즈들을 정렬하여야 하거나 또는 각 정렬되어야 하는 부품들이 각각 여러 개의 정렬용 기준 구멍들을 갖는 경우에는, 3개 이상의 구멍을 기준으로 하여 정렬하면 보다 더 정밀하게 렌즈들 또는 부품들을 정렬할 수 있다. 이 경우 회절 패턴이 약간의 찌그러짐등 차이나 편향이 있더라도 그 편향 등이 일정한 경우 다른 부분에 의해 동축을 보완할 수 있다면 회절패턴을 판단하여 정렬을 종료할 수 있다. 마이크로칼럼의 렌즈들의 구멍중 일부가 편향되어 있다면 전자칼럼에서 디플렉터 등을 사용하여 약간의 동축에서 벗어난 편향은 모두 디플렉터를 제어하여 간단히 정렬의 편향을 보완할 수 있다. 편향을 보완하여야 하는 경우에는 2개의 구멍을 정렬하는 것으로는 부정확할 수 있으므로 3개 이상의 구멍을 정렬하는 것이 바람직하다. 즉 2개의 구멍이 다르게 편향되었더라도, 2개의 구멍을 기준으로 판단하는 경우 비틀림 편향을 쉽게 보완할 수 없을 수 있다. 그러나 3개 이상의 구멍을 기준으로 하는 경우에는 보다 정확하게 편향을 판단할 수 있다. 이 경우 정렬 구멍을 넓게 분포되도록 하는 것이 바람직하다.In addition, according to the present invention, when two or more holes of each part are used, for example, the lenses of the microcolumn are multiplied like a wafer type so that there are several holes in one lens layer so that these lenses must be aligned or each aligned. In the case where the parts each have several alignment reference holes, the alignment of the three or more holes relative to the lenses or the parts can be more precise. In this case, even if there is a difference or deflection such as slight distortion, the alignment may be terminated by judging the diffraction pattern if the deflection is constant. If some of the holes in the microcolumns are deflected, deflections that are slightly off-axis using deflectors or the like in the electron column can all be deflected to compensate for the deflection of alignment. If the deflection must be compensated for, it may be inaccurate to align the two holes, so it is desirable to align three or more holes. That is, even if two holes are deflected differently, the torsional deflection may not be easily compensated if the two holes are determined based on the two holes. However, when three or more holes are used as reference, the deflection can be judged more accurately. In this case, it is preferable to make the alignment holes widely distributed.
또한 상기 스크린 상에 형성된 회절 패턴을 기억시킬 수 있는데, 기억시키는 방법으로 스크린 등에 연결된 모니터 등을 통해 모니터링 하는 한편 상기 모니터에 내장되어 연결되어 있거나 또는 외부적으로 연결되어 있는 기록장치에 상기 패턴을 기억시키는 것이다. 기억된 패턴을 이용하는 방법의 예로서, 미리 설정된 패턴 또는 기억된 패턴을 비교하여 정렬 정도를 판단하고 이에 따라 부품 정렬 스테이지등을 자동 조정 정렬 하면 부품 정렬의 자동화도 가능하다.In addition, the diffraction pattern formed on the screen can be stored. In a method of storing the pattern, the pattern is monitored by a monitor connected to a screen or the like, and the pattern is stored in a recording device built in or connected to the monitor. It is to let. As an example of a method of using the stored pattern, the alignment of the parts may be automated by comparing the preset pattern or the stored pattern to determine the degree of alignment, and automatically adjusting the part alignment stage.
또한 부품의 구멍이 원형 뿐만 아니라 다양한 형태의 다각형이나 타원등 회절 패턴을 형성할 수 있는 모든 구멍이 본 발명에 따라 정렬될 수 있다.In addition, all the holes in which the holes of the part can form diffraction patterns such as polygons or ellipses of various shapes can be aligned according to the present invention.
위의 설명은 본 발명에 따른 특정 실시예를 설명한 것으로서 본 발명은 위의 실시예에 한정되지 않는다.The above description has described specific embodiments according to the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments.
도2 및 도3에서 레이저를 하나만을 사용하여 스플리터(30) 및 미러(40)가 사용되었다. 상기 스플리터(30)에 의해 레이저 빔은 2개 이상으로 스플릿 가능하며 스플리터를 2개 이상 사용하면 더 많은 레이저 빔을 스플릿하여 동시에 2개 이상의 구멍을 정렬 할 수 있다. 그러나 레이저를 두개 사용하거나 광화이버 등으로 이용해서 스플릿한다면 스플리터 및 미러가 필요없거나 광화이버의 분리를 위한 별도의 스플리터가 사용될 수 있다. 즉 본 발명에서 레이저 빔을 2개 이상 이용하기 위해서는 다양한 방법이 사용될 수 있다는 것이다. 필요한 레이저 빔의 수만큼의 레이저를 사용하거나 레이저 빔을 스플릿하여 사용하는 것 등 당업자에 의해 그 변형은 다양하게 시도 될 수 있을 것이다.2 and 3, the
발명의 실시를 위한 형태Embodiment for Invention
도4는 본 발명에 따른 다른 실시예로서 레이저 회절 패턴을 확인하기 위한 디텍터의 평면도로서 회절 패턴의 형상을 판단하기 보다 편리하도록 하기 위한 것이다.4 is a plan view of a detector for confirming a laser diffraction pattern, according to another embodiment of the present invention, for convenience of determining a shape of the diffraction pattern.
도4의 디텍터는 레이저 빔이 조사되는 양을 전압이나 전류와 같은 양으로 변환 시킬 수 있는 것으로서, 대표적인 예로는 포토 다이오드(photo-diode)와 같이 빛의 양을 전류나 전압의 양으로 변환 시킬 수 있는 것이다.The detector of FIG. 4 is capable of converting the amount of laser beam irradiation to an amount such as voltage or current. As a representative example, the detector may convert an amount of light into an amount of current or voltage, such as a photo-diode. It is.
본 발명은 구멍간의 정렬이 정확히 이루어 질수록 레이저 빔의 회절 패턴이 원의 형태로서 중심을 기준으로 서로 동심의 원들을 형성한다는 것을 원리로 하고 있다. 즉 스크린을 통하여 회절 패턴의 형상을 검토하는 대신 디텍터에 형성된 회절 패턴의 형상을 보다 편리하게 판단할 수 있도록 하는 것이다.The present invention is based on the principle that as the alignment between the holes is made accurately, the diffraction pattern of the laser beam forms concentric circles with respect to the center in the form of a circle. That is, instead of examining the shape of the diffraction pattern through the screen, the shape of the diffraction pattern formed in the detector can be more conveniently determined.
따라서 도4의 디텍터(200)는 중심에 정렬될 렌즈 등의 구멍과 같은 형태의 구멍(210)을 중심으로 각 구역을 구분하는 X-Y 축으로 구분하는 경계선(220a, 220b)들이 있고 상기 경계선(220a, 220b)에 의해 구분되는 4개의 구역들(231,232,233,234)이 있다. 정렬대상이 되는 구멍을 통과한 레이저 빔이 디텍터(200)의 중심에 위치해서 회절 패턴(240)이 정 동심원들을 형성한다면 각 구역마다 동일한 전류 또는 전압값이 관측될 수 있다. 따라서 정렬 대상 부품의 구멍이 정렬이 되지 않는다면 정 동심원을 형성하지 않을 것이므로 각 구역별로 다른 값이 나온다. 각각의 구역 별로 다른 값이 관측되면 이 값을 이용하여 정렬 대상의 구멍들을 위치 조정하여 정렬하면 된다. 각 구역에서 관측된 값이 이용하여 정렬 대상 부품들을 정렬하는 것은 다양한 방법으로 사용될 수 있는데 각 구역별로 값이 같이 나오게 하던가 각 구역별 값이 차이를 0으로 하도록 하는 방법등이 있다.Accordingly, the
도4의 디텍터를 사용하기 위해서는 미리 레이저 빔과 디텍터를 정렬하여 사용하는 것이 바람직하다. 그리고 도4의 디텍터에는 중심에 구멍(210)이 형성되어 있으나 이는 반드시 필요한 것은 아니다. 즉 구역벽 데이터만 정확하게 구할 수 있으면 되는 것이다. 디텍터의 각 구역(231,232,233,234)에 조사되는 레이저 빔의 패턴은 각 디텍터에 해당하는 증폭기나 콘트롤러에 의해 조사되는 빔의 양을 알 수 있으며 이는 선택되는 디텍터에 따라 결정될 것이다.In order to use the detector of FIG. 4, it is preferable to use the laser beam and the detector in advance. In addition, although the
도5는 도4의 디텍터를 사용하여 구멍이 정렬되는 것을 개략적으로 나타내는 예시도로서 정렬 대상 부품들(310)을 통과한 레이저 빔(390)이 디텍터(320)에 일차로 패턴(351)을 형성하고 그리고 디텍터의 구멍(321)을 통과한 레이저 빔(390)이 다시 스크린(360)에 패턴(361)을 형성하는 것을 도시하고 있다.FIG. 5 is an exemplary view schematically illustrating that holes are aligned using the detector of FIG. 4, in which the
도4 및 도5에서 디텍터의 구멍(210, 321)은 디텍터만으로 패턴을 검사할 경우는 반드시 필요하지 않고 없이 사용할 수 있다. 그러나 디텍터를 지나서 패턴을 더 확인하기 위한 경우에는 정렬 대상 부품과 같은 형상으로 구멍을 만들어서 패턴을 관찰 할 수 있도록 할 수 있다. 이 경우 디텍터와 레이저 빔간의 정렬을 용이하게 보정 또는 확인 할 수 있다. 즉 사용중 디텍터의 위치가 변하거나 레이저 빔의 경로에 이상이 생기는 경우 패턴을 통하여 그 이상을 쉽게 발견할 수 있으며 또한 초기에 디텍터와 레이저 정렬 세팅시 보다 쉽게 정렬 할 수 있고 그리고 구멍에 이물질이 있는지 여부와 구멍의 구조가 다른 것을 확인하는데 사용가능 하다.4 and 5, the
본 발명에 따른 레이저를 이용한 부품의 구멍 정렬방법 및 정렬 시스템을 이용하여 정확하고 신속하게 부품들의 구멍을 정렬할 수 있다.The hole alignment method and alignment system of the component using the laser according to the present invention can be used to align the holes of the components accurately and quickly.
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