KR20130121413A - 레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템 - Google Patents

레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템에 관한 것으로서, 레이저 광을 생성하여 출력하는 레이저 광원 유닛; 상기 레이저 광원 유닛의 후단에 설치되며, 상기 레이저 광원 유닛으로부터 입사된 레이저 광의 수직 변위와 수평 변위를 조절하는 스캐너 유닛; 상기 스캐너 유닛과 기판 사이에 설치되며, 상기 스캐너 유닛으로부터 입사된 레이저 광을 기판 상에 초점이 배치되도록 조절하는 광학 유닛; 상기 기판 상에 형성하고자 하는 패턴 형태에 대응되는 지점을 포함하는 다수의 지점에 난반사부를 형성한 캘리브레이션 플레이트 및 상기 캘리브레이션 플레이트에 인접되게 설치되며, 상기 캘리브레이션 플레이트의 난반사부로 입사되어 반사되는 레이저 광을 감지하는 광 센서부를 포함하며, 상기 광 센서부의 감지 결과를 이용하여 패턴 보정 데이터를 추출하는 캘리브레이션 유닛; 상기 기판 상에 형성하고자 하는 패턴에 대한 정보를 저장하며, 상기 캘리브레이션 유닛을 통하여 추출된 패턴 보정 데이터를 저장하는 패턴 정보 유닛을 포함하는 레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템이 제공된다.

Description

레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템 {Calibration system for laser beam scanner}
본 발명은 레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투광성 기판 상에 난반사부를 형성한 캘리브레이션 플레이트를 배치한 후, 캘리브레이션 플레이트로 주사된 레이저 빔의 난반사된 광의 세기를 감지하여 패턴 보정 데이터를 추출하고, 추출된 패턴 보정 데이터를 이용하여 레이저 빔의 왜곡값을 교정하는 레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 기판에 패턴을 형성하는 노광장치는 마스크와 광학계, 조정용 스테이지 및 자외선을 이용하여 구성되고, 패턴공정의 경우 패턴을 형성하려는 막 위에 포토레지스트막을 마련 후, 소정의 마스크 패턴을 포토레지스트막에 대응되게 위치시키고, UV 램프 등을 이용하여 상기 포토레지스트막을 마스크 패턴에 따라 노광시켜 포토레지스트막의 노광된 부분을 현상하여 제거 후, 현상에 의해 제거된 포토레지스트막 패턴을 통해 노출된 막을 에칭 공정에 의해서 제거하고 포토레지스트막 패턴을 제거하여 유리기판상의 막에 원하는 패턴이 형성하는 포토리소그라피(Photo Lithography) 방법을 사용하여 왔다. 그러나, 포토리소그라피(Photo Lithography) 방법에 의해 글라스 패터닝 작업을 수행하는 경우 그 공정이 까다롭고 복잡하며 장치 설비에 비용이 많이 들며 제조시간과 비용이 증가하는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 레이저를 막에 직접적으로 조사하여 원하는 패턴을 형성하는 방법이 개발되어 이용되고 있으며, 또한 각종 레이저 장비가 반도체, LCD등의 마킹 공정 등에도 이용되고 있다.
도 1은 일반적인 레이저 빔 스캔 장치의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 레이저 빔 스캔 장치는 레이저 광원부(10), 스캐너부(20), 광학부(30), 패턴 정보부(40) 및 스테이지(90)를 포함한다.
레이저 광원부(10)는 레이저 광을 생성하여 조사하며, 스캐너부(20)는 레이저 광원부(10)로부터 입사된 레이저 광을 반사하여 기판 상에 원하는 패턴으로 조사한다. 광학부(30)는 스캐너부(20)로부터 입사된 레이저 광을 기판 상에 초점이 맺히도록 조절한다. 패턴 정보부(40)는 기판(80)에 형성될 패턴에 대한 패턴정보를 제어부(미도시)로 제공한다.
도 2는 레이저 빔 스캔 장치의 스캔부의 동작으로 인한 레이저 빔의 왜곡 현상을 나타낸 도이고, 도 3a는 레이저 빔 스캔 장치의 스캔부로 인한 레이저 빔의 왜곡된 형태를 나타낸 도이며, 도 3b는 레이저 빔 스캔 장치의 광학부로 인한 레이저 빔의 왜곡된 형태를 나타낸 도이고, 도 3c는 패턴 형성될 기판 상에 최종적으로 나타나는 레이저 빔의 왜곡된 형태를 나타낸 도이다.
이러한 장점에 불구하고 레이저 마킹 장치나 레이저 패턴 형성 장치는 레이저 빔 스캔장치의 스캔부나 광학부의 특성으로 인하여 목표 좌표에 도달하기 위한 경로 길이가 달라지게 되고 이러한 경로길이의 차이가 축적되어 의도하였던 패턴 형태와는 상이한 왜곡된 패턴이 형성되는 문제점이 있다.
이러한 단점을 보완하기 위해 많은 방법이 제안되었는데, 이에 대한 일 예로 주사된 광의 실제위치를 결정하기 위해 테스트된 광의 괘적을 측정하고 계획된 표준 이미지와 실제 측정된 이미지를 비교하여 그 차이를 보정인자로 이용하는 방법을 이용하는 캘리브레이션 장치들이 개시되어 왔다. 종래의 캘리브레이션 장치는 테스트 단계의 패턴작업이 완료되면 비젼카메라를 이용하여 스테이지부 상의 패턴을 촬상하고 촬상된 패턴 이미지와 이상적인 패턴이미지를 비교하여 편차량을 측정하고 측정된 편차량을 반영하여 패턴정보원을 수정함으로써 보정작업을 실시하였다.
그러나, 이러한 비젼카메라를 이용하는 경우 별도의 비젼카메라를 설치해야 하는 바, 비용이 증가하고 설치 공간이 늘어난다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 보다 간편하고 저비용으로 패턴 왜곡을 보정할 수 있는 레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 정밀도를 향상시키고, 장비 설계 및 보수가 용이한 레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 레이저 광을 생성하여 출력하는 레이저 광원 유닛; 상기 레이저 광원 유닛의 후단에 설치되며, 상기 레이저 광원 유닛으로부터 입사된 레이저 광의 수직 변위와 수평 변위를 조절하는 스캐너 유닛; 상기 스캐너 유닛과 기판 사이에 설치되며, 상기 스캐너 유닛으로부터 입사된 레이저 광을 기판 상에 초점이 배치되도록 조절하는 광학 유닛; 상기 기판 상에 형성하고자 하는 패턴 형태에 대응되는 지점을 포함하는 다수의 지점에 난반사부를 형성한 캘리브레이션 플레이트 및 상기 캘리브레이션 플레이트에 인접되게 설치되며, 상기 캘리브레이션 플레이트의 난반사부로 입사되어 반사되는 레이저 광을 감지하는 광 센서부를 포함하며, 상기 광 센서부의 감지 결과를 이용하여 패턴 보정 데이터를 추출하는 캘리브레이션 유닛; 상기 기판 상에 형성하고자 하는 패턴에 대한 정보를 저장하며, 상기 캘리브레이션 유닛을 통하여 추출된 패턴 보정 데이터를 저장하는 패턴 정보 유닛을 포함하는 레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템이 제공된다.
상기 스캐너 유닛은 상기 레이저 광원 유닛으로부터 입사되는 레이저 광의 제1축 방향의 변위를 조절하는 제1 갈바노 스캐너와, 상기 제1 갈바노 스캐너의 후단에 설치되며, 상기 제1 갈바노 스캐너로부터 입사되는 레이저 광의 제2축 방향의 변위를 조절하는 제2 갈바노 스캐너를 포함한다.
상기 캘리브레이션 유닛은 투광성 기판과, 상기 투광성 기판 상에 형성된 다수개의 난반사부를 포함하되, 상기 다수개의 난반사부는 실제 기판 상에 형성될 패턴 형태에 대응하는 지점을 포함하도록 다수개의 지점에 형성되는 캘리브레이션 플레이트; 및 상기 캘리브레이션 플레이트의 측부에 설치되며, 상기 난반사부에 의해 반사된 레이저 광의 세기를 감지하는 광 센서부를 포함한다.
상기 캘리브레이션 유닛은 상기 광 센서부에서 측정된 레이저 광의 세기와 레퍼런스값을 비교하여 측정된 레이저 광의 세기가 레퍼런스값을 초과하는 경우에 레이저 광이 임의의 난반사부 지점으로 입사한 것으로 판정하고, 그 결과를 패턴 정보 유닛으로 전송하는 비교부를 더 포함하며, 상기 패턴 정보 유닛은 레이저 광이 난반사부로 입사한 때의 패턴 정보에 대한 데이터값을 패턴 보정 데이터로 확정하여 저장한다.
상기 패턴 정보 유닛은 상기 기판 상에 형성하고자 하는 패턴 정보에 상응하는 좌표값을 나타내는 데이터를 저장하는 패턴 로우 데이터 저장부; 및 상기 캘리브레이션 유닛에 의해서 추출한 패턴 보정 정보를 이용하여 패턴 정보에 대한 좌표값을 보정한 패턴 보정 데이터를 저장하는 패턴 보정 데이터 저장부를 포함한다.
상기 캘리브레이션 플레이트는 투광성 기판과, 상기 투광성 기판 상에 형성된 난반사홈으로 구성되며, 상기 난반사홈은 미리 결정된 깊이로 상기 투광성 기판 상에 형성되고, 상기 난반사홈의 내측 표면에는 요철이 형성된다.
상기 캘리브레이션 플레이트는 투광성 기판과, 상기 투광성 기판 상에 형성된 난반사 돌기로 구성되며, 상기 난반사 돌기는 미리 결정된 높이로 돌출되게 형성되고, 상기 난반사 돌기의 표면 상에 요철이 형성된다.
상기 캘리브레이션 플레이트는 투광성 기판과, 상기 투광성 기판의 일면 상에 형성된 제1 난반사홈; 및 상기 제1 난반사홈에 상응하는 위치의 상기 투광성 기판의 타면 상에 형성된 제2 난반사홈을 포함한다.
상기 캘리브레이션 유닛은 상기 광 센서부의 반대측에 설치되어, 상기 캘리브레이션 플레이트의 난반사부에 의해서 반사된 레이저 광을 상기 광 센서부 측으로 반사시키는 미러부를 더 포함한다.
본 발명에서와 같이, 투광성 기판 상에 난반사부를 형성한 캘리브레이션 플레이트를 배치한 후, 캘리브레이션 플레이트로 주사된 레이저 빔의 난반사된 광의 세기를 감지하여 패턴 보정 데이터를 추출하고, 추출된 패턴 보정 데이터를 이용하여 레이저 빔의 왜곡값을 교정함으로써, 간편하고 저비용으로 패턴 왜곡을 보정할 수 있는 레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템을 제공할 수 있다.
정밀도를 향상시키고, 장비 설계 및 보수가 용이한 레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 일반적인 레이저 빔 스캔 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 레이저 빔 스캔 장치의 스캔부의 동작으로 인한 레이저 빔의 왜곡 현상을 나타낸 도이다.
도 3a는 레이저 빔 스캔 장치의 스캔부로 인한 레이저 빔의 왜곡된 형태를 나타낸 도이며, 도 3b는 레이저 빔 스캔 장치의 광학부로 인한 레이저 빔의 왜곡된 형태를 나타낸 도이고, 도 3c는 패턴 형성될 기판 상에 최종적으로 나타나는 레이저 빔의 왜곡된 형태를 나타낸 도이다.
도 4a는 기판 상에 형성하고자 하는 패턴 형태이며, 도 4b는 보정 전의 패턴 정보를 이용하여 레이저 빔 스캔 장치를 작동할 때 기판 상에 형성된 레이저 빔의 왜곡된 형태를 나타낸 도이고, 도 4c는 캘리브레이션 과정을 거친 패턴 보정 데이터를 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 6은 도 5에 도시된 레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템의 기능 블록도이다.
도 7은 도 6에 도시된 캘리브레이션 유닛의 개략적인 구성도이다.
도 8은 도 6에 도시된 패턴 정보 유닛의 개략적인 구성도이다.
도 9 및 도 10은 캘리브레이션 유닛의 동작 원리를 설명한 개념도이다.
도 11은 캘리브레이션 유닛의 캘리브레이션 플레이트의 부분 확대 단면도이며, 도 12는 캘리브레이션 플레이트의 다른 실시예의 부분 확대 단면도이고, 도 13은 캘리브레이션 플레이트의 또 다른 실시예의 부분 확대 단면도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 15는 도 14에 도시된 캘리브레이션 유닛의 개략적인 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 4a는 기판 상에 형성하고자 하는 패턴 형태이며, 도 4b는 보정 전의 패턴 정보를 이용하여 레이저 빔 스캔 장치를 작동할 때 기판 상에 형성된 레이저 빔의 왜곡된 형태를 나타낸 도이고, 도 4c는 캘리브레이션 과정을 거친 패턴 보정 데이터를 나타낸 도이다.
도 4a는 기판 상에 형성하고자 하는 패턴 정보에 상응하는 좌표값을 나타내는 데이터 즉, 패턴 로우 데이터(pattern raw data)를 나타낸 그림이다. 본 실시예의 경우 기판 상에 정사각형 패턴을 패턴 로우 데이터로 설정하였다.
도 4b는 스캐너부에 의해서 필로우 형태(pillow-shape)로 왜곡되고, 광학부에 의해서 배럴 형태(barrel-shape)로 왜곡되어 형성된 패턴 형태이다. 도 4c는 왜곡값을 반영하여 패턴 로우 데이터를 보정하여 생성한 패턴 보정 데이터를 나타낸 그림이다.
도 4c에 도시된 패턴 보정 데이터를 이용하여 레이저 빔 스캔 장치를 작동시키면 도 4a에 도시된 기판 상에 형성하고자 하는 패턴을 획득할 수 있게 된다. 캘리브레이션 시스템은 기판 상에 패턴 로우 데이터 대로 레이저 빔의 주사될 수 있도록 왜곡값을 반영하여 패턴 보정 데이터를 추출하고, 추출된 패턴 보정 데이터가 기판 상에 형성하고자 하는 패턴과 일치하는지 확인하는 작업을 수행한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템의 개략적인 구성도이며, 도 6은 도 5에 도시된 레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템의 기능 블록도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템은 레이저 광원 유닛(100), 스캐너 유닛(200), 광학 유닛(300), 패턴 정보 유닛(400), 캘리브레이션 유닛(500), 제어 유닛(600) 및 스테이지(900)를 포함한다.
레이저 광원 유닛(100)은 레이저 광을 생성하여 출력한다. 본 실시예의 경우, 레이저 광원만을 구성요소로 개시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 레이저 광의 방향을 변경하는 반사 미러나 또는 레이저 광의 파워를 조절하여 출력하는 광학 감쇄기를 추가로 포함할 수 있다.
스캐너 유닛(200)은 레이저 광원 유닛(100)의 후단에 설치되며, 레이저 광원 유닛(100)으로부터 입사된 레이저 광의 수직 변위와 수평 변위를 조절하여 레이저 광을 원하는 패턴 형태로 기판 상으로 반사하는 기능을 수행한다.
스캐너 유닛(200)은 제1 갈바노 스캐너(210)와 제2 갈바노 스캐너(220)의 조합으로 구성되며, 제1 갈바노 스캐너(210)는 레이저 광원으로부터 입사되는 레이저 광의 제1축 방향의 변위를 조절하고, 제2 갈바노 스캐너(220)는 제1축 방향의 수직인 제2축 방향의 변위를 조절하는 기능을 수행한다.
제1 갈바노 스캐너(210)는 제1 갈바노 미러(211)와 제1 갈바노 미러 구동부(212)를 포함하며, 제2 갈바노 스캐너(220)는 제2 갈바노 미러(221)와 제2 갈바노 미러 구동부(222)를 포함한다.
제1 갈바노 미러(211)는 레이저 광을 반사하도록 회전가능하게 설치되며, 제1 갈바노 미러 구동부(212)는 제1 갈바노 미러(211)의 단부에 설치되어, 제1 갈바노 미러(211)를 지지하면서, 제1 갈바노 미러(211)를 회동시킨다. 그리고, 제2 갈바노 미러(221)는 레이저 광을 반사하도록 회전가능하게 설치되며, 제2 갈바노 미러 구동부(222)는 제2 갈바노 미러(221)의 단부에 설치되어, 제2 갈바노 미러(221)를 지지하면서, 제2 갈바노 미러(221)를 회동시킨다.
제1 갈바노 미러(211)에 의해 반사된 레이저 광은 제2 갈바노 미러(221)로 입사되며, 제2 갈바노 미러(221)에 입사된 레이저 광은 기판 방향으로 반사된다.
광학 유닛(300)은 스캐너 유닛(200)과 기판(800) 사이에 설치되며, 광학 유닛(300)은 스캐너 유닛(200)으로부터 입사된 레이저 광을 기판(800) 상에 초점이 배치되도록 조절하는 기능을 수행한다.
패턴 정보 유닛(400)은 기판(800) 상에 형성하고자 하는 패턴에 대한 정보를 저장하며, 캘리브레이션 유닛(500)을 통하여 추출된 패턴 보정 데이터를 저장하고, 패턴 보정 데이터를 제어 유닛(600)으로 전송하는 기능을 수행한다.
캘리브레이션 유닛(500)은 실제 기판 상에 형성하고자 하는 패턴 형태에 대응되는 지점을 포함하는 다수의 지점에 난반사부를 형성한 캘리브레이션 플레이트 및 광 센서부를 이용하여, 캘리브레이션 플레이트의 난반사부로 입사되어 반사되는 레이저 광의 세기를 감지하고, 감지 결과를 비교하여 레이저 광의 패턴 보정 데이터 값을 추출 및 결정하고, 결정된 패턴 보정 데이터를 패턴 정보 유닛(400)으로 전송하는 기능을 수행한다.
스테이지(900)는 기판(800)을 지지하며, 기판(800)을 소정 방향으로 이동시킬 수 있도록 구동가능하다.
제어 유닛(600)은 레이저 광원 유닛(100), 스캐너 유닛(200), 광학 유닛(300), 패턴 정보 유닛(400) 및 캘리브레이션 유닛(500)의 동작을 제어하는 기능을 수행한다.
도 7은 도 6에 도시된 캘리브레이션 유닛의 개략적인 구성도이고, 도 8은 도 6에 도시된 패턴 정보 유닛의 개략적인 구성도이고, 도 9 및 도 10은 캘리브레이션 유닛의 동작 원리를 설명한 개념도이다.
도 7, 도 9 및 도 10을 참조하면, 캘리브레이션 유닛(500)은 캘리브레이션 플레이트(510), 광 센서부(530) 및 비교부(550)를 포함한다.
캘리브레이션 플레이트(510)은 투광성 기판(511)과 난반사부(515)를 포함한다. 캘리브레이션 플레이트(510)는 난반사부(515)로 입사된 레이저 광을 난반사시켜 광 센서부(530)로 반사하는 기능을 수행한다.
투광성 기판(511)은 레이저 광이 투광될 수 있는 광 투과성 재료로 구성된 기판을 이용한다. 난반사부(515)는 투광성 기판(511) 상에 형성되며, 홈 또는 돌기 형태로 형성되고, 다른 영역의 표면에 비하여 표면을 거칠게 형성한다.
투광성 기판(511) 상에는 다수개의 난반사부(515)가 형성된다, 난반사부(515)는 실제 기판 상에 형성될 패턴 형태에 대응하는 지점을 포함하도록 다수개의 지점에 형성된다. 예를 들면, 기판 상에 형성하고자 하는 패턴이 소정 크기의 정사각형일 경우, 해당 정사각형의 궤적 상에 대응되는 다수의 지점을 포함하도록 난반사부(515)를 형성한다. 본 실시예의 경우, 기판 상에 형성하고자 하는 패턴 형상은 정사각형이며, 투광성 기판 상에 격자 형태의 다수의 난반사부를 형성하였다. 다수의 난반사부의 일부는 기판 상에 형성하고자 하는 패턴 형상의 궤적 상에 배치되는 지점 상에 형성된다.
광 센서부(530)는 캘리브레이션 플레이트(510)의 주변 영역에 설치된다. 본 실시예의 경우, 광 센서부(530)는 캘리브레이션 플레이트(510)의 4 측면에 인접되게 설치되나, 광 센서부(530)의 개수나 설치 위치가 이에 한정되는 것은 아니다. 광 센서부(530)는 캘리브레이션 플레이트(510)의 난반사부(515)에 의해서 반사된 레이저 광의 세기를 감지하는 기능을 수행한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 스캐너 유닛과 광학 유닛을 통과한 레이저 광이 캘리브레이션 플레이트(510)의 난반사부(515)로 입사되면, 난반사부(515)에 의해서 레이저 광은 캘리브레이션 플레이트(510)의 측부 방향으로 반사하게 된다. 이와 같이 측부 방향으로 반사된 레이저 광은 광 센서부(530)로 입사되며, 광 센서부(530)는 레이저 광의 세기를 측정한다.
한편, 도 10에 도시된 바와 같이, 스캐너 유닛과 광학 유닛을 통과한 레이저 광이 캘리브레이션 플레이트(510)의 난반사부가 형성되지 않은 영역으로 입사되면, 레이저 광은 투광성 기판(511)을 통과하게 되며, 광 센서부(530)로 반사되는 레이저 광은 없거나 거의 미미하게 된다.
캘리브레이션 유닛(500)의 비교부(550)는 광 센서부(530)에서 측정된 레이저 광의 세기와 레퍼런스값을 비교하여 측정된 레이저 광의 세기가 레퍼런스값을 초과하는 경우에 레이저 광이 임의의 난반사부(515) 지점으로 입사한 것으로 판정하고, 그 결과를 패턴 정보 유닛(400)으로 전송한다. 이때, 임의의 난반사부(515)는 실제 기판상에 형성하고자 하는 패턴의 지점들 중 임의의 지점 상에 형성된다. 한편, 패턴 로우 데이터와 패턴 보정 데이터 사이에 편차가 있는 경우에는 패턴 로우 데이터를 이용하여 레이저 광을 주사하게 되면 레이저 광은 난반사부로 입사되지 않고 투광 영역으로 입사되는데 반하여, 패턴 보정 데이터를 이용하여 레이저 광을 주사하게 되면 레이저 광은 난반사부로 입사하게 된다.
따라서, 패턴 정보에 대한 데이터값을 변경하면서 레이저를 조사하는 과정중에 레이저 광이 난반사부로 입사되면, 광 센서부(530)는 입사된 레이저 광의 세기를 측정하게 되고, 비교부(550)는 측정된 레이저 광의 세기와 레퍼런스값을 비교하여 레이저 광의 입사 여부를 판정하고, 판정 결과를 패턴 정보 유닛(400)으로 전송한다.
패턴 정보 유닛(400)은 레이저 광이 난반사부로 입사한 때의 패턴 정보에 대한 데이터값을 패턴 보정 데이터로 확정하여 이를 저장하게 된다.
도 8을 참조하면, 패턴 정보 유닛(400)은 패턴 로우 데이터 저장부(410), 패턴 보정 데이터 저장부(420) 및 데이터 포맷 변환부(430)를 포함한다.
패턴 로우 데이터 저장부(410)는 기판 상에 형성하고자 하는 패턴 정보에 상응하는 좌표값을 나타내는 데이터 즉, 보정 전의 데이터를 저장하는 기능을 수행한다.
패턴 보정 데이터 저장부(420)는 캘리브레이션 유닛에 의해서 추출한 패턴 보정 정보를 이용하여 패턴 정보에 대한 좌표값을 보정한 패턴 보정 데이터를 저장하는 기능을 수행한다.
데이터 포맷 변환부(430)는 패턴 로우 데이터 저장부(410)와 패턴 보정 데이터 저장부(420)에 저장된 데이터의 포맷을 변환하여 제어 유닛(600)에 전송하는 기능을 수행한다.
도 11은 캘리브레이션 유닛의 캘리브레이션 플레이트의 부분 확대 단면도이며, 도 12는 캘리브레이션 플레이트의 다른 실시예의 부분 확대 단면도이고, 도 13은 캘리브레이션 플레이트의 또 다른 실시예의 부분 확대 단면도이다.
도 11을 참조하면, 캘리브레이션 플레이트는 투광성 기판(511)과 난반사홈(516)으로 구성된다. 난반사홈(516)는 미리 결정된 깊이로 투광성 기판(511) 상에 홈이 형성되고, 홈의 내측 표면에는 거칠기를 증가시키기 위하여 요철이 형성된다.
도 12를 참조하면, 캘리브레이션 플레이트는 투광성 기판(511)과 난반사 돌기(517)로 구성된다. 난반사 돌기(517)는 미리 결정된 높이로 투광성 기판(511) 상에 돌출되게 형성되며, 돌기 표면 상에는 거칠기를 증가시키기 위한 요철이 형성된다.
도 13을 참조하면, 캘리브레이션 플레이트는 투광성 기판(511)과 제1 난반사홈(518) 및 제2 난반사홈(519)으로 구성된다. 제1 난반사홈(518)은 미리 결정된 깊이로 투광성 기판(511)의 일면 상에 홈이 형성되고, 홈의 내측 표면에는 거칠기를 증가시키기 위하여 요철이 형성된다. 제2 난반사홈(519)은 제1 난반사홈(518)에 상응하는 위치의 투광성 기판(511)의 타면 상에 형성된다. 제2 난반사홈(519)의 내측홈에는 요철이 형성된다. 제2 난반사홈(519)은 제1 난반사홈(518)을 투과하여 투광성 기판(511) 하부로 투과되는 광을 난반사시키는 기능을 수행한다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템의 개략적인 구성도이며, 도 15는 도 14에 도시된 캘리브레이션 유닛의 개략적인 구성도이다.
도 14 및 15를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템은 레이저 광원 유닛(100), 스캐너 유닛(200), 광학 유닛(300), 패턴 정보 유닛(400), 캘리브레이션 유닛(500), 제어 유닛(600) 및 스테이지(900)를 포함한다.
캘리브레이션 유닛(500)은 캘리브레이션 플레이트(510), 광 센서부(530), 미러부(540) 및 비교부(550)를 포함한다. 캘리브레이션 플레이트(510)은 투광성 기판과 난반사부를 포함하며, 캘리브레이션 플레이트(510)는 난반사부로 입사된 레이저 광을 난반사시켜 광 센서부(530)로 반사하는 기능을 수행한다.
광 센서부(530)는 캘리브레이션 플레이트(510)의 일 측부에 설치되며, 미러부(540)는 캘리브레이션 플레이트(510)의 타 측부 즉, 광 센서부(530)의 반대측에 설치되어, 캘리브레이션 플레이트(510)의 난반사부에 의해서 반사된 레이저 광을 광 센서부(530) 측으로 반사시킨다.
비교부(550)는 광 센서부(530)에서 측정된 레이저 광의 세기와 레퍼런스값을 비교하여 측정된 레이저 광의 세기가 레퍼런스값을 초과하는 경우에 레이저 광이 임의의 난반사부 지점으로 입사한 것으로 판정하고, 그 결과를 패턴 정보 유닛(400)으로 전송한다.
위와 같이 미러부(540)를 캘리브레이션 플레이트(510) 측부에 배치하면 광 센서부(530)의 개수를 줄이면서도 광 센서부의 광 감지도를 증진시키는 효과를 얻을 수 있게 된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템의 예시적인 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100 : 레이저 광원 유닛
200 : 스캐너 유닛
300 : 광학 유닛
400 : 패턴 정보 유닛
500 : 캘리브레이션 유닛
600 : 제어 유닛

Claims (9)

  1. 레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템에 있어서,
    레이저 광을 생성하여 출력하는 레이저 광원 유닛;
    상기 레이저 광원 유닛의 후단에 설치되며, 상기 레이저 광원 유닛으로부터 입사된 레이저 광의 수직 변위와 수평 변위를 조절하는 스캐너 유닛;
    상기 스캐너 유닛과 기판 사이에 설치되며, 상기 스캐너 유닛으로부터 입사된 레이저 광을 기판 상에 초점이 배치되도록 조절하는 광학 유닛;
    상기 기판 상에 형성하고자 하는 패턴 형태에 대응되는 지점을 포함하는 다수의 지점에 난반사부를 형성한 캘리브레이션 플레이트 및 상기 캘리브레이션 플레이트에 인접되게 설치되며, 상기 캘리브레이션 플레이트의 난반사부로 입사되어 반사되는 레이저 광을 감지하는 광 센서부를 포함하며, 상기 광 센서부의 감지 결과를 이용하여 패턴 보정 데이터를 추출하는 캘리브레이션 유닛;
    상기 기판 상에 형성하고자 하는 패턴에 대한 정보를 저장하며, 상기 캘리브레이션 유닛을 통하여 추출된 패턴 보정 데이터를 저장하는 패턴 정보 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스캐너 유닛은,
    상기 레이저 광원 유닛으로부터 입사되는 레이저 광의 제1축 방향의 변위를 조절하는 제1 갈바노 스캐너와,
    상기 제1 갈바노 스캐너의 후단에 설치되며, 상기 제1 갈바노 스캐너로부터 입사되는 레이저 광의 제2축 방향의 변위를 조절하는 제2 갈바노 스캐너를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 캘리브레이션 유닛은,
    투광성 기판과, 상기 투광성 기판 상에 형성된 다수개의 난반사부를 포함하되, 상기 다수개의 난반사부는 실제 기판 상에 형성될 패턴 형태에 대응하는 지점을 포함하도록 다수개의 지점에 형성되는 캘리브레이션 플레이트; 및
    상기 캘리브레이션 플레이트의 측부에 설치되며, 상기 난반사부에 의해 반사된 레이저 광의 세기를 감지하는 광 센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 캘리브레이션 유닛은,
    상기 광 센서부에서 측정된 레이저 광의 세기와 레퍼런스값을 비교하여 측정된 레이저 광의 세기가 레퍼런스값을 초과하는 경우에 레이저 광이 임의의 난반사부 지점으로 입사한 것으로 판정하고, 그 결과를 패턴 정보 유닛으로 전송하는 비교부를 더 포함하며,
    상기 패턴 정보 유닛은 레이저 광이 난반사부로 입사한 때의 패턴 정보에 대한 데이터값을 패턴 보정 데이터로 확정하여 저장하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 패턴 정보 유닛은,
    상기 기판 상에 형성하고자 하는 패턴 정보에 상응하는 좌표값을 나타내는 데이터를 저장하는 패턴 로우 데이터 저장부; 및
    상기 캘리브레이션 유닛에 의해서 추출한 패턴 보정 정보를 이용하여 패턴 정보에 대한 좌표값을 보정한 패턴 보정 데이터를 저장하는 패턴 보정 데이터 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 캘리브레이션 플레이트는,
    투광성 기판과, 상기 투광성 기판 상에 형성된 난반사홈으로 구성되며, 상기 난반사홈은 미리 결정된 깊이로 상기 투광성 기판 상에 형성되고, 상기 난반사홈의 내측 표면에는 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 캘리브레이션 플레이트는,
    투광성 기판과, 상기 투광성 기판 상에 형성된 난반사 돌기로 구성되며, 상기 난반사 돌기는 미리 결정된 높이로 돌출되게 형성되고, 상기 난반사 돌기의 표면 상에 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 캘리브레이션 플레이트는,
    투광성 기판과,
    상기 투광성 기판의 일면 상에 형성된 제1 난반사홈; 및
    상기 제1 난반사홈에 상응하는 위치의 상기 투광성 기판의 타면 상에 형성된 제2 난반사홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 캘리브레이션 유닛은,
    상기 광 센서부의 반대측에 설치되어, 상기 캘리브레이션 플레이트의 난반사부에 의해서 반사된 레이저 광을 상기 광 센서부 측으로 반사시키는 미러부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 스캔 장치의 캘리브레이션 시스템.
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