KR20180114918A - 노광 시스템, 노광 장치 및 노광 방법 - Google Patents

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Abstract

노광 시스템(10), 노광 장치 및 노광 방법이 개시된다. 상기 노광 시스템(10)은 레이저 유닛(11), 광점 전환 유닛(12) 및 렌즈 유닛(13)을 포함하며; 상기 레이저 유닛(11)은 레이저 광선을 생산하기 위해 구성되고; 상기 광점 전환 유닛(12)은 노광되는 가공물을 위해 광점의 원하는 크기를 기반으로 상이한 광로들 중 하나를 따라 이동하도록 상기 레이저 광선을 지향하여 상기 광점의 원하는 크기와 대응하는 레이저 광선이 얻어지도록 구성되고; 상기 렌즈 유닛(13)은 상기 레이저 광선이 상기 가공물 상에 입사되는 방향을 바꾸기 위해 구성된다. 상기 광점 전환 유닛(12)은 상기 레이저 빔이 상이한 상기 광로들 사이에서 전환되어 상이한 범위 내의 크기로 정해진 광점들을 형성할 수 있게 하고, 이는 다양한 임계 치수들을 갖는 가공물들의 상이한 요구들을 만족시킨다. 결과적으로, 상이한 가공물들에 대한 가공 적응성에서의 향상 및 비용에서의 현저한 절감이 달성될 수 있다.

Description

노광 시스템, 노광 장치 및 노광 방법
본 발명은 반도체 기술 분야에 관한 것이고, 특히, 노광 시스템(exposure system), 노광 장치(exposure apparatus) 및 노광 방법(exposure method)들에 관한 것이다.
고휘도, 우수한 단색성, 강력한 지향성 및 다른 이점들에 의하여, 레이저(laser)는 레이저 직접 기록(laser direct writing), 레이저 패키징(laser packaging), 등을 포함하는 다양한 가공 응용 분야에 사용되었다. 가장 보편적인 응용 분야들 중 하나는 확대경(expander), 시준기(collimator), X 및 Y 검류계 측정 스캐너들(X- and Y-galvanometer scanners) 및 초점 대물 렌즈(focusing field lens)를 통해 연속적으로 통과한 레이저 광선에 의해 형성된 특정 출력 밀도를 갖는 광점(light spot)을 조사(irradiating)함으로써 가공물의 표면을 가공하는 레이저 검류계 측정 스캐닝 시스템(LGS, laser galvanometric scanning)의 사용이다. 가공물은 예정된 기간 동안 레이저를 받도록 요구되며, 이는 공정을 위해 요구된 양의 에너지를 차례대로 제공하여, 이에 따라 가공물의 가공을 가능하게 한다.
선 폭(line width)을 포함하는 상이한 가공물 조건들은 변화하는 광점 크기들을 요구한다. 예를 들어, OLED의 장치들의 제조에서의 유리 프릿 실링(glass frit sealing)은 유리 프릿의 선 폭의 두 배인 광점 크기를 요구한다. 롤 투 롤(roll-to-roll) 공정들에서 사용되는 광점들은 수 십 마이크론(micron)에서 수 백 마이크론 범위의 크기를 가지도록 요구된다. 레이저 미세기계가공(laser micromachining)은 대략 수 십 마이크론 정도의 광점 직경을 요구한다. 레이저 마킹(laser marking) 또는 레이저 드릴링(lase drilling)에 사용되는 대부분의 광점들은 수 십 마이크론에서 수십 밀리미터 범위의 직경을 가진다. 현재, 상이한 선폭들을 갖는 가공물들은 상이한 가공 장치들로 다루어져야 한다. 이러한 가공물의 낮은 적응성은 높은 처리 비용을 초래할 수 있다.
노광 시스템, 노광 장치 및 노광 방법들을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다. 노광 시스템은 필드에서 전환 가능하고 수 십 마이크론에서 수 백 마이크론 범위의 크기로 가지는 광점들을 생산하는 것이 가능하도록 설계되어 다양한 임계 치수를 갖는 가공물의 상이한 요구들을 만족시킬 수 있다. 결과적으로, 상이한 가공물들에 대한 가공 적응성에서의 향상 및 비용에서의 현저한 절감이 달성될 수 있다.
상기 및 다른 관련된 목적들은 레이저 유닛(laser unit), 광점 전환 유닛(light spot switching unit) 및 렌즈 유닛(lens unit)을 포함하는 본 발명에 따른 노광 시스템에 의해 이루어질 수 있으며, 레이저 유닛은 레이저 광선을 생산하도록 구성되고, 광점 전환 유닛은 레이저 광선이 노광되는 가공물을 위한 광점의 원하는 크기를 기반으로 복수의 상이한 광로 중 하나를 따라 이동하도록 지향하여 광점의 원하는 크기에 대응하는 레이저 광선이 얻어지도록 구성되고, 렌즈 유닛은 레이저 광선이 가공물에 입사하는 방향을 변경시키도록 구성된다.
선택적으로, 노광 시스템은 가공물의 표면에 적용되도록 요구되는 광점의 출력 밀도를 기반으로 가공물을 위한 광점의 원하는 크기를 결정하고, 임계 광점 크기를 갖는 광점의 원하는 크기의 비교를 기반으로 복수의 상이한 광로 중 하나를 선택하며, 광점 전환 유닛이 광로를 선택하는 것이 가능하도록 제어한다.
선택적으로, 광점 전환 유닛은 제1광로 및 제2광로를 포함할 수 있으며, 제1광로는 조정 가능하고 임계 광점 크기보다 작은 크기를 가지는 제1광점을 생성하기 위해 회절 한계 원리(diffraction-limit principle)를 따르도록 구성되고, 제2광로는 기하학적 이미징에 의해, 조정 가능하고 임계 광점 크기보다 크거나 동일한 크기를 가지는 제2광점을 생성하도록 구성된다.
선택적으로, 임계 광점 크기는 100 μm일 수 있다.
선택적으로, 제1광로는 제1반사경(reflector), 제1개구(aperture), 제2반사경 및 광학 요소(optical element)에 의해 정의될 수 있다, 또한, 제2광로는 초점 렌즈 그룹(focusing lens group), 제2개구 및 광학 요소에 의해 정의될 수 있다.
선택적으로, 광점 전환 유닛은 레이저 광선을 제1광로를 따르는 제1광선 및 제2광로를 따르는 제2광선으로 분리하도록 구성된 광선 분리 프리즘(beam splitting prism)을 더 포함하고, 여기서 제1광로 또는 제2광로는 제1개구 및 제2개구의 개방 또는 폐쇄 상태를 제어함으로써 가능하게 될 수 있다.
선택적으로, 레이저 유닛은 레이저 광선을 출력하기 위한 광원 어셈블리(light source assembly), 레이저 광선을 확장시켜 광점을 확대시키기 위한 광선 확장 어셈블리(beam expansion assembly), 및 광점의 형상을 제어하기 위한 성형 어셈블리(shaping assembly)를 포함할 수 있다.
선택적으로, 렌즈 유닛은 2 차원 검류계 스캐너(two-dimensional galvanometer scanner) 및 텔레센트릭 시야 렌즈(telecentric field lens)를 포함할 수 있으며, 2 차원 검류계 스캐너는 X- 또는 Y-방향으로 레이저 광선을 편향하기 위해 구성되고 텔레센트릭 시야 렌즈는 가공물 상의 레이저 광선의 수직 입사를 보장하기 위해 구성된다.
본 발명은 또한 노광 시스템, 가공물 스테이지(workpiece stage) 및 측정 시스템을 포함하는 노광 장치를 제공하며, 여기서 노광 시스템은 상기 정의된 것과 같은 노광 시스템이다.
선택적으로, 가공물 스테이지에 놓인 가공물은 단단한 기판일 수 있으며, 여기서 측정 시스템은 단단한 기판을 노광 시스템과 정렬하도록 구성된다.
선택적으로, 가공물 스테이지에 놓인 가공물은 가요성 기판(flexible substrate)일 수 있으며, 여기서 가공물 스테이지는 롤 투 롤 컨베이어(roll-to-roll conveyor)이다.
선택적으로, 롤 투 롤 컨베이어는 서로 좌우 대칭으로 배치된 공급 롤러(feed roller) 및 픽업 롤러(pickup roller); 및 가요성 기판의 흡수성 보유(absorptive retention)를 위해 구성된 보유 플랫폼(retention platform)을 포함할 수 있다.
선택적으로, 보유 플랫폼은 측정 부분 및 노광 부분을 포함할 수 있다.
선택적으로, 측정 시스템은 수평 위치 측정을 수행하도록 구성된 정렬 센서(alignment sensor), 수직 위치 측정을 수행하도록 구성된 수직 센서(vertical sensor), 및 다중 자유도로 움직일 수 있는 가능한 이동 메커니즘(motion mechanism)를 포함할 수 있다.
선택적으로, 노광 장치는 레티클(reticle) 및 레티클 스테이지(reticle stage)를 더 포함하고, 여기서 레티클은 동일한 노광 패턴을 복제하기 위해 구성되고 레티클 스테이지는 다중 자유도로 이동하기 위해 레티클을 운반하도록 구성된다.
따라서, 본 발명은 또한 노광을 위해 상기 정의한 것과 같은 노광 장치를 사용하는 두 개의 노광 방법들을 제공한다.
본 발명은 또한 상기 정의된 것과 같은 노광 장치가 사용될 수 있는 또다른 노광 방법을 제공한다. 노광 방법은 1) 가공물 스테이지 상에 가공물 놓는 단계로서, 여기서 가공물은 가공물의 표면 상에 적용되도록 요구되는 광점의 출력 밀도를 기반으로 결정된 광점의 원하는 크기에 대응한는 단계; 2) 비교 결과를 얻기 위하여 광점의 원하는 크기와 임계 광점 크기를 비교하는 단계; 3) 비교 결과를 기반으로 복수의 상이한 광로들 중 하나를 선택하고 광점 전환 유닛에 의해 선택된 광로를 가능하게 하는 단계; 및 4) 레이저 유닛에 의해, 선택된 광로를 따라 지향되고 가공물 상으로 레티클 상의 패턴을 노광하는 레이저 광선을 생산하는 단계를 포함한다.
선택적으로, 단계 3에서, 광점 전환 유닛은 제1광로 및 제2광로를 포함할 수 있으며, 제1광로는 조정 가능하고 임계 광점 크기보다 작은 크기를 가지는 제1광점을 생성하기 위해 회절 한계 원리를 따르도록 구성되고, 제2광로는 기하학적 이미징에 의해, 조정 가능하고 임계 광점 크기보다 크거나 동일한 크기를 가지는 제2광점을 생성하도록 구성된다.
선택적으로, 임계 광점 크기는 100 μm일 수 있다.
선택적으로, 노광 방법은 단계 4 이전에, 가공물이 정렬 측정 및/또는 수직 측정을 거치는 측정 단계를 더 포함할 수 있다.
선택적으로, 단계 1에서, 가공물은 단단한 기판일 수 있으며, 여기서 노광 위치에 대한 정렬 측정은 단계 4 이전에 단단한 기판 상에서 수행된다.
선택적으로, 단계 1에서, 가공물 스테이지에 놓인 가공물은 가요성 기판일 수 있으며, 여기서 노광 위치에 대한 정렬 측정 및 수직 측정 모두는 단계 4 이전에 가요성 기판 상에서 수행될 수 있고, 여기서 가공물 스테이지는 롤 투 롤 컨베이어이다.
선택적으로, 롤 투 롤 컨베이어는 서로 좌우 대칭으로 배치된 공급 롤러 및 픽업 롤러; 및 가요성 기판의 흡수성 보유를 위해 구성된 보유 플랫폼을 포함할 수 있다.
선택적으로, 보유 플랫폼은 측정 부분 및 노광 부분을 포함할 수 있다.
종래의 기술과 비교하여, 본 발명의 노광 시스템, 노광 장치 및 노광 방법들은 다음의 이점들을 제공한다.
1. 광점 전환 유닛은 레이저 광선이 상이한 광로 사이에서 전환되어 상이한 범위에서 크기가 정해지는 광점들을 형성할 수 있게 하고, 이는 다양한 임계 치수들을 갖는 가공물의 상이한 요구들을 만족시킬 수 있다. 결과적으로, 상이한 가공물들에 대한 가공 적응성에서의 향상 및 비용에서의 현저한 절감이 달성될 수 있다.
2. 노광 장치에서의 레티클은 노광 균일성에 도움이 되는 보다 높은 광점 위치 정확성을 허용한다.
3. 처리량에서의 현저한 향상은 롤 투 롤 컨베이어에 포함되고 측정 부분 및 노광 부분을 포함하는 보유 플랫폼에 의해 달성될 수 있고, 이는 가요성 기판의 상이한 부분들이 유지되고 동시에 수평 및 수직 위치의 측정 시스템에 의한 측정 및 노광 시스템에 의한 노광을 각각 거친다.
본 명세서에 개시되어 있음.
도1은 본 발명의 제1실시예에 따라 구성된 노광 시스템의 구조 개략도이다.
도2는 본 발명의 제2실시예에 따라 구성된 노광 장치의 구조 개략도이다.
도3은 본 발명의 제2실시예에 따라 가공되는 가공물의 개략 평면도이다.
도4는 본 발명의 제3실시예에 따라 구성된 노광 장치의 구조 개략도이다.
도5는 본 발명의 제3실시예에 따른 가요성 전도 필름(flexible conductive film)의 개략 평면도이다.
도6은 본 발명의 제3실시예에 따른 레티클의 구조 개략도이다.
도7은 본 발명의 제3실시예에 따른 측정 시스템에서 정렬 마크의 이미지를 개략적으로 도시한다.
도8은 본 발명의 제3실시예에 따른 측정 시스템에 의해 수행된 수직 측정에서 측정된 점들의 분포를 도시하는 다이어그램이다.
도9는 본 발명의 제4실시예에 따라 구성된 노광 장치의 구조 개략도이다.
도10은 본 발명의 제5실시예에 따른 노광 방법을 도표로 도시하는 흐름도이다.
도11은 본 발명의 제6실시예에 따른 노광 방법을 도표로 도시하는 흐름도이다.
도12는 본 발명의 제7실시예에 따른 노광 방법을 도표로 도시하는 흐름도이다.
본 발명은 첨부된 도면들을 참조하여 아래에 보다 상세하게 설명될 것이기에 보다 쉽게 명확해질 것이다. 물론, 본 발명은 여기에 개시된 특정 실시예들로 한정되지 않고 당업자들에게 잘 알려진 모든 일반적인 대체물들을 포함하도록 의도된다.
또한, 도면은 본 발명의 범위를 제한하지 않고, 용이한 예시를 위해, 축척대로 도시되지 않고 과장되어 도시된 개략적인 방식으로 제시될 수 있다.
본 발명의 핵심 개념은 상이한 광로 사이에서 레이저 광선을 전환하여 상이한 크기 범위를 갖는 광점들이 다양한 임계 치수들을 갖는 가공물들을 처리하도록 생성될 수 있게 구성된 전환 유닛을 포함하는 노광 시스템을 제공하는 것이고, 이에 따라 보다 높은 가공물 적응성뿐만 아니라 가공 비용에서의 절감 또한 허용한다.
실시예 1
이제 실시예 1에 따라 구성된 노광 시스템의 구조 개략도인 도1을 참조한다. 도시된 바와 같이, 노광 시스템(10)은 레이저 유닛(11), 광점 전환 유닛(12) 및 렌즈 유닛(13)을 포함한다. 레이저 유닛(11)은 레이저 광선을 생산하도록 구성되며; 광점 전환 유닛(12)은 가공되는 가공물에 의해 요구되는 광점 크기를 기반으로 상이한 광로들 사이에 레이저 광선을 전파시키고, 광점 크기에 대응하는 레이저 광선을 얻도록 구성되고; 렌즈 유닛(13)은 레이저 광선이 입사되는 방향을 변경하도록 구성된다.
노광 시스템(10)은 가공물의 표면 상에 적용되도록 요구된 출력 밀도를 기반으로 가공물에 대응함으로써 요구된 광점 크기를 결정하고, 광점 전환 유닛이 임계 광점 크기와 결정된 광점 크기의 비교를 기반으로 레이저 광선을 전환하도록 제어한다.
레이저 유닛(11)은 레이저 광선을 출력하기 위한 광원 어셈블리(111); 레이저 광선을 확장시켜 광점을 확대시키기 위한 광선 확장 어셈블리(112); 및 광점의 형상을 제어하기 위한 성형 어셈블리를 포함할 수 있다. 광점 전환 유닛(12)은 제1광로(a) 및 제2광로(b)를 포함할 수 있다. 제1광로(a)는 조정 가능하고 임계 광점 크기보다 작은 크기를 가지는 제1광점을 생성하기 위해 회절 한계 원리를 따를 수 있다. 제2광로(b)는 기하학정 이미징에 의해, 조정 가능하고 임계 광점 크기보다 크거나 동일한 크기를 가지는 제2 광점을 생성할 수 있다. 임계 광점 크기는 100 μm일 수 있다. 제1광로(a)는 제1반사경(122), 제1개구(123), 제2반사경(124) 및 광학 요소(127)에 의해 정의될 수 있다. 제2광로(b)는 초점 렌즈 그룹(125), 제2개구(126) 및 광학 요소(127)에 의해 정의될 수 있다. 광점 전환 유닛(12)은 광선 분리 프리즘(121)을 더 포함할 수 있다. 광선 분리 프리즘(121)은 레이저 광선을 제1광로(a)를 따르는 제1광선 및 제2광로(b)를 따르는 제2광선으로 분리하도록 구성된다. 제1개구(123) 및 제2개구(126)는 레이저 광선이 원하는 전술된 광로들 중 하나를 따라 전파하도록 폐쇄되고 개방될 수 있다. 렌즈 유닛(13)은 2 차원 검류계 스캐너(131) 및 텔레센트릭 시야 렌즈(132)를 포함할 수 있다. 2 차원 검류계 스캐너(131)는 X- 또는 Y-방향으로 레이저 광선을 편향하도록 구성되고; 텔레센트릭 시야 렌즈(132)는 레이저 광선이 가공물(20) 상에 정상적으로 입사되는 것을 확실하게 하도록 구성된다.
광원 어셈블리(111)는 범위가 자외선부터 적외선 스펙트럼까지 이르는 단일 파장 광 또는 100 nm보다 작은 파장 대역폭을 갖는 광역 스펙트럼 광을 생산할 수 있다. 광원 파장은 가공물(20)의 재료 특성을 기반으로 선택될 수 있다. 광선 확장 어셈블리(112)는 레이저 광선의 확장을 위해 구성되어 광점의 크기는 상이한 가공물들의 요구들을 처리하도록 필드에서 조정될 수 있다. 성형 어셈블리(113)는 광선을 보다 균일한 노광을 허용하는 임의의 원하는 형태로 트리밍(trim)할 수 있다. 성형 어셈블리(113)는 대게 회절 광학 요소(DOE, diffractive optical element), 마이크로렌즈 어레이(microlens array) 등으로 구현될 수 있고, 광점은 대게 예를 들어, 트리밍된 정사각형, "M" 형태로 다듬어질 수 있다.
광선 분리 프리즘(121)에 의한 레이저 광선의 분리에 인한 제1 및 제2 광선의 비율은 가공물에 입사되도록 원하는 출력 밀도에 의해 결정될 수 있다. 제1반사경(122) 및 제2반사경(124)은 제1광선을 반사하도록 구성되고, 개구(123)는 제1광선의 통과 또는 차단을 허용하도록 적응된다. 초점 렌즈 그룹(125)은 제2광성을 시준하도록 구성되고, 제2개구(126)는 제2광선의 통과 또는 차단을 허용하도록 적응된다. 광학 요소(127)의 상부는 제1광선을 반사할 수 있고 광학 요소(127)의 하부는 제2광선의 투과를 허용할 수 있다.
이 실시예에서, 제1광선은 광원 어셈블리(111), 광선 확장 어셈블리(112), 성형 어셈블리(113), 광선 분리 프리즘(121), 제1반사경(122), 제1개구(123), 제2반사경(124), 광학 요소(127), 2 차원 검류계 스캐너(131) 및 텔레센트릭 시야 렌즈(132)를 포함하는 제1광로(a)를 따르는 반면에, 제2광선은 광원 어셈블리(111), 광선 확장 어셈블리(112), 성형 어셈블리(113), 광선 분리 프리즘(121), 초점 렌즈 그룹(125), 제2개구(126), 광학 요소(127), 2 차원 검류계 스캐너(131) 및 텔레센트린 시야 렌즈(132)를 포함하는 제2광로(b)를 따른다.
제1개구(123) 및 제2개구(126)는 가공물(20)에 의해 요구되는 광점의 크기를 기반으로 폐쇄되거나 개방될 수 있다. 예를 들어, 고출력 밀도가 가공물의 표면 상에 적용되도록 요구되는 경우, 제1개구(123)는 제2개구(126)가 폐쇄된 상태로 개방될 수 있어 100 μm 보다 작은 크기의 작은 광점이 회절 한계 원리를 따르는 제1광로로부터 생긴다. 반대로, 제2개구(126)가 개방되고 제1개구(123)가 폐쇄되면, 제2광로는 기하학적 이미징에 의해, 제1광로로 인한 것 보다 큰 광점을 야기할 것이다. 따라서, 100 μm보다 작은 크기의 광점이 필요되면, 제1광로는 가능해질 수 있다. 그렇지 않으면, 100 μm보다 작지 않은 크기의 광점이 필요되면, 제2광로는 가능해질 수 있다.
2 차원 검류계 스캐너(131)는 X- 또는 Y-방향으로 제1광선 또는 제2광선을 편향하도록 구성되어 가공물이 원하는 대로 제1광선 또는 제2광선에 의해 스캔될 수 있다. 텔레센트릭 시야 렌즈(132)는 레이저 광선이 경사 입사(oblique incidence)에서 발생하는 수직 누화(vertical crosstalk)를 피하기 위해 가공물 상에 정상적으로 조사되는 것을 보장하도록 구성된다.
광원 어셈블리(111)로부터의 레이저 광선 출력은 광선 확장 어셈블리(112)에 의해 확장되고 성형 어셈블리(113)에 의해 트리밍되는 평행 광선이다. 트리밍된 광선은 광선 분리 프리즘(121)에 의해 제1광선 및 제2광선으로 분리된다. 제1광로가 가능해지는 경우에, 제1광선은 제1반사경(122), 제1개구(123) 및 제2반사경(124)을 가로질러 순차적으로 전파한 다음 광학 요소(127)에 의해 2 차원 검류계 스캐너(131) 상으로 반사된다. 2 차원 검류계 스캐너를 빠져나간 후에, 텔레센트릭 시야 렌즈(132)에 의해 가공물(20) 상으로 집광된다. 제2광로가 가능해지는 경우에, 제2광선은 초점 렌즈 그룹(125), 제2개구(126) 및 광학 요소(127)를 통해 순차적으로 통과한 다음 2 차원 검류계 스캐너(131) 상에 입사된다. 2 차원 검류계 스캐너(131)를 빠져나간 후에, 텔레센트릭 시야 렌즈(132)에 의해 가공물(20) 상에 이미징(image)된다.
상기 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 노광 시스템에서 광점 전환 유닛은 레이저 광선이 상이한 광로들 사이에서 전환되는 것을 가능하게 하여 상이한 범위에서 크기가 정해지는 상이한 광점들을 형성하고, 이는 다양한 임계 치수들을 갖는 가공물들의 상이한 요구들을 만족시킬 수 있다. 결과적으로, 가공 적응성에서의 향상과 비용에서의 현저한 절감이 달성될 수 있다.
실시예 2
본 발명에 따른 노광 장치는 가공물 스테이지 및 측정 시스템을 포함한다. 노광 시스템은 실시예 1의 노광 시스템을 포함할 수 있다.
이제 실시예 2에 따라 구성된 노광 장치의 구조 개략도인 도2를 참조한다. 도면에 도시된 바와 같이, 노광 장치는 기본적으로 가공물(20)의 노광을 위해 구성된 노광 시스템(10); 노광 시스템(10)의 수평 이동을 가능하게 하도록 구성된 동작 스테이지(30); 가공물(20)의 위치를 측정하도록 구성된 측정 시스템(40); 가공물(20)을 운반하고 그것의 위치 및 배향(orientation)을 조정하도록 구성된 가공물 스테이지(50); 및 노광 시스템(10), 동작 스테이지(30), 가공물 스테이지(50)를 제어하기 위한 마스터 제어 시스템(60)을 포함한다. 노광 시스템(10)은 동작 스테이지(30)에 장착될 수 있어 다수의 수평 방향들로 동작 스테이지(30)와 함께 이동할 수 있다. 유사하게, 측정 시스템(40)은 동작 스테이지(30) 상에 장착될 수 있어 다수의 수평 방향들로 동작 스테이지(30)와 함께 이동할 수 있다.
가공물(20)은 단단한 기판일 수 있다. 이 실시예에서, 가공물(20)은 그 상에 배열된 복수의 OLED 패널들을 갖는 유리 기판이고, 그 평면도는 도3에 도시된다. 가공물(20), 즉 유리 기판은 OLED 패널들의 패키징을 허용하도록 노광되는 12 개의 유리 프릿 패턴들(201 내지 212)뿐만 아니라 정렬 마크(22)와 함께 그 상에 제공되도록 도시된다. 또한 도면에 도시된 것은 특정 순간에 화살표에 의해 표시된 스캐닝 방향을 따라 움직이는 광점(21)이다. 임의의 적절한 패턴들이 또한 가능하기 때문에, 노광되는 패턴들은 도3에 도시된 형태 및 수로 한정되지 않는다. 또한, 이 실시예는 보다 크거나 보다 작은 가공물들뿐만 아니라 상이한 수의 상이한 패턴들에도 적용 가능하다. 측정 시스템(40)은 노광 시스템(10)에 유리 기판의 정렬을 가능하게 하도록 제공된다.
도2를 계속 참조하여, 가공물(20)은 가공물 스테이지(50) 상에 놓여 지고 가공물(20)은 측정 시스템(40) 아래로 이동된다. 측정 시스템(40)은 가공물 상의 정렬 마크(21)를 측정하여 노광에 적절한 노광 위치들을 결정하도록 마스터 제어 시스템(60)을 허용한다. 그런 다음에 가공물 스테이지(50)의 수단들에 의해 조정이 만들어져 가공물(20)은 원하는 대로 노광되는 것을 허용하도록 배향된다(oriented). 노광 시스템(10)이 장착된 동작 스테이지(30)는 노광 시스템(10)의 스캐닝 시야가 패턴들(201 및202)을 포함하는 제1노광 위치로 이동하고, 마스터 제어 시스템(60)의 제어 하에, 사전 정의된 가공 조건들 하에서 노광 시스템(10)이 패턴(201) 상에 노광 스캔을 수행하며, 여기서 광원 어셈블리(111)는 패턴(201)의 노광 스캔의 종료 시에 비활성화된다. 그런 다음에 패턴(202)은 동일한 방식으로 노광 시스템(10)에 의해 노광 스캔되며, 여기서 광원 어셈블리(111)는 패턴(202)의 노광 스캔의 종료 시에 비활성화된다. 그 후, 동작 스테이지(30)는 노광 시스템(10)과 함께 다음 노광 위치들 중 하나로 이동하고, 전술한 공정이 반복된다. 노광 공정 동안 동작 스테이지가 첫 번째부터 마지막 노광 위치로 이동하는 경로는 도3에 곡선(23)으로 도시된다. 본 발명에 따르면, 복수의 이러한 측정 시스템들 및 노광 시스템들은 또한 보다 높은 전체가 달성되기 위해 사용될 수 있다.
이 실시예에서, 노광 광원은 940nm 레이저로 구현될 수 있으며, 0.6mm 크기의 광점, 가능해지는 제2광로, 및 불가능해지는 제1광로를 갖는다. 또한, 노광 시스템(10)의 스캐닝 시야가 이 실시예에서 각각의 결정된 위치들에서의 X-방향을 따라 두 개의 패턴들을 포함하는 것으로 상기 설명되었지만, 본 발명은 노광 시스템의 스캐닝 시야는 또한 확장되거나 수축될 수 있기 때문에, 이에 한정되지 않으며, 스캐닝 시야가 각각의 결정된 위치들에서 포함하는 노광되는 패턴들의 수는 스캐닝 시야의 크기 및 각각의 패턴의 크기에 의해 함께 결정될 수 있다. 노광 시스템(10)을 위한 이동 경로의 설계는 스캐닝 시야 및 가공물(20)의 크기들을 고려할 수 있다. 또한, 스캐닝 시야가 모든 패턴들을 포함할 만큼 충분히 크게 설계되면, 각각의 모든 노광 스캔 후에 노광 시스템(10)을 이동할 필요가 없을 것이다.
이 실시예에 따르면, 공정 파라미터 P 및 v 는 (결합 또는 밀폐가 수행되는) 유리 프릿의 연화 온도 T에 대한 다음의 제어 방정식을 만족시킨다.
Figure pct00001
(1)
여기서, K 는 전극 리드 영역들의 것과 상이한 유리 프릿의 열전도율을 의미하고; P 는 조정 가능한 유효 레이저 입사 출력이며; a 는 노광 광선을 트리밍하거나 디포커스(defocus) 양을 변화시킴으로써 조정 가능한 광점의 직경이고; v 는 조정 가능하지만 전체에 영향을 미치기 때문에 신중하게 변경되도록 추천되는 광점에 의한 스캐닝 속도이며; D 는 재료의 특성들에 의해 결정되는 열 확산 계수이고; e 는 재료의 열 흡수 계수이며; L 은 OLED 제조 공정의 요구들에 의해 결정되는 유리 프릿의 두께이다.
제어 방정식 1) 로부터 보여 질 수 있듯이, 유리 프릿의 연화 온도 T 는 유효 입사력 P 에 비례하고 광점 직경의 제곱(a 2) 및 스캐닝 속도의 제곱근(v 1/2)에 반비례하며 세 개의 파라미터들은 밀접하게 상관된다. 따라서, 유리 프릿의 연화 온도가 일정하고 안정하다는 것을 보장하기 위해서(일반적으로 약 350°C), 유효 입사 출력 P 및 스캐닝 속도 v 는 OLED 패널 패키징 공정 동안 동시에 제어될 필요가 있다.
실시예 3
본 발명에 따른 또 다른 노광 장치는 노광 시스템, 가공물 스테이지 및 측정 시스템을 포함한다. 노광 시스템은 실시예 1의 노광 시스템으로 구현될 수 있다.
가공물은 가요성 기판일 수 있다. 이 실시예에서, 가공물은 가요성 전도 필름이고 따라서, 가공물 스테이지는 롤 투 롤 컨베이어이다.
이제 실시예 3에 따라 구성된 노광 장치의 구조 개략도인 도4를 참조한다. 도면에 도시된 바와 같이, 노광 장치는 기본적으로 가요성 전도 필름(20)을 노광하도록 구성된 노광 시스템(10); 다중 자유도로 노광 시스템(10)의 이동을 가능하게 하기 위한 동작 스테이지(30); 가요성 전도 필름(20)의 위치를 측정하기 위한 측정 시스템(40); 롤 투 롤 컨베이어(50); 동일한 노광 패턴들을 복제하도록 적응된 레티클(70); 다중 자유도로 이동하기 위해 레티클(70)을 운반하도록 구성된 레티클 스테이지(80); 및 노광 시스템(10), 동작 스테이지(30), 레티클 스테이지(80) 및 롤 투 롤 컨베이어(50)를 제어하기 위한 마스터 제어 시스템(60)을 포함한다. 레티클(70)은 가요성 전도 필름(20) 상에 노광 패턴들을 복제하도록 적응된 가요성 전도 필름(20) 위에 유지된다. 가요성 전도 필름(20) 및 레티클(70) 사이의 수직 거리는 측정 시스템(40) 초점 깊이보다 작다.
노광 시스템(10)은 동작 스테이지(30) 상에 장착되어 다중 자유도로 동작 스테이지(30)와 함께 이동 가능하다. 측정 시스템(40)은 수평 위치 측정을 위한 정렬 센서(41), 수직 위치 측정을 위한 수직 센서(42), 및 다중 자유도로 이동이 가능한 이동 메커니즘을 포함한다. 롤 투 롤 컨베이어(50)는 공급 롤러(51), 공급 롤러에 대하여 좌우 대칭으로 배치된 픽업 롤러(52), 및 가요성 전도 필름의 흡수성 보유를 위해 구성된 보유 플랫폼(53)을 포함한다. 가요성 전도 필름(20)은 공급 롤러(51)에 권취된 하나의 단 및 픽업 롤러(52)에 권취된 다른 단을 가진다. 보유 플랫폼(53)은 공급 롤러(51) 및 픽업 롤러(52) 사이에 가요성 전도 필름을 유지하도록 적응된다.
이 실시예에서, 가요성 전도 필름(20)은 롤 투 롤 공정에 적합하고, 도5는 그의 개략 평면도를 도시한다. 가요성 전도 필름(20) 상에는, 노광되는 12 개의 패턴들(201 내지 212)뿐만 아니라 정렬 마크(22)도 형성되어 있다. 또한 도면에 도시된 것은 특정 순간에 화살표에 의해 표시된 스캐닝 방향을 따라 움직이는 광점(21)이다. 도시된 가요성 필름과 분리하여, 가요성 전도 필름(20)은 또한 임의의 다른 적절한 가공물로 구현될 수 있다. 추가적으로, 가공물 상에 노광되는 패턴들은 임의의 적절한 패턴들이 또한 가능하기 때문에, 도5에 도시된 형태 및 수로 한정되지 않는다. 패턴들은 수 십 마이크론에서 수 백 밀리미터 범위의 임계 치수를 가질 수 있다. 본 발명은 또한 보다 크거나 보다 작은 가공물들뿐만 아니라 상이한 수의 상이한 패턴들에 적용 가능하다. 노광 시스템(10)을 위한 이동 경로의 설계는 스캐닝 시야 및 가공물의 크기들을 고려할 수 있다. 스캐닝 시야가 노광되는 모든 패턴들을 포함할 만큼 충분히 크게 설계되면, 각각의 모든 노광 스캔 후에 노광 시스템(10)을 이동할 필요가 없을 것이다.
도6은 평평하게 유지되는 가요성 전도 필름(20)의 일부와 동일하게 크기가 정해지는 레티클(70)의 구조 개략도를 도시한다. 레티클은 도5의 등거리 배열 패턴들과 같이 동일한 형태의 동일한 수의 패턴들과 함께 제공된다. 레티클(70)은 또한 레티클의 정렬을 위한 정렬 마크(71)와 함께 제공된다. 도면에서, 흑색 선들은 불투명 영역들을 표시하는 반면에, 나머지는 광 투과 영역들을 나타낸다.
상기한 바와 같이, 가요성 전도 필름(20)은 공급 롤러(51)에 권취된 하나의 단 및 픽업 롤러(52)에 권취된 다른 단을 가진다. 보유 플랫폼(53)은 공급 롤러(51) 및 픽업 롤러(52) 사이에 가요성 전도 필름을 유지하도록 적응된다. 측정 시스템(40)이 레티클(70) 위에서 움직이는 경우, 측정 시스템(40)은 레티클 상의 정렬 마크(71), 가공물 상의 정렬 마크(22) 및 노광되는 패턴들을 측정하고, 마스터 제어 시스템(60)은 그런 다음에 측정을 기반으로, 패턴(201)의 노광에 적합한 레티클의 배향(X, Y, Rz, Z, Rx 및 Ry)을 계산한다. 레티클이 레티클 스테이지(80)에 의한 방향으로 조정된 후에, 동작 스테이지(30) 및 이에 따른 노광 시스템(10)은 (노광 시스템(10)의 스캐닝 시야가 패턴들(201 및 202)을 포함하는)제1노광 위치로 이동하고, 마스터 제어 시스템(60)의 제어 하에, 노광 시스템(10)은 사전 정의된 가공 조건들 하에서 활성화되어 노광 광선은 노광 패턴(201)과 일치하고 노광하는 노광 패턴을 생성하기 위해 레티클(70)을 통해 통과하는 노광 시스템(10)에 의해 생성되며, 여기서 광원 어셈블리(111)는 패턴(201)의 노광 스캔의 종료 시에 비활성화된다. 패턴(201)의 노광이 완료된 후에, 광원 어셈블리(111)는 비활성화된다. 패턴(201)의 노광과 동시에, 측정 시스템(40)은 유사한 측정을 수행하도록 다음 위치로 이동된다. 이 측정을 기반으로, 마스터 제어 시스템(60)은 패턴(202)의 노광에 적합한 레티클의 배향을 재계산하고, 뒤이어 레티클 스테이지(80)가 레티클을 방향으로 조정한다. 이것이 완료되면, 마스터 제어 시스템(60)의 제어 하에, 노광 시스템(10)은 (노광 출력, 광점 직경 및 스캐닝 속도를 포함하고, 이는 모두 요구된 노광 에너지로부터 얻어지는) 사전 정의된 가공 조건들 하에서 다시 활성화되어, 노광 광선은 노광 시스템(10)에 의해 생성되며 노광 패턴(202)과 일치하고 노광하는 노광 패턴을 생성하기 위해 레티클(70)을 통해 통과한다. 패턴(201)의 노광이 완료된 후에, 광원 어셈블리(111)는 다시 비활성화된다. 이 프로세스는 보유 플랫폼 상의 모든 패턴들이 처리될 때까지 반복된다. 동작 스테이지(30)가 노광 프로세스 동안 첫 번째부터 마지막 노광 위치로 노광 시스템(10)을 이동하는 경로는 도5에 곡선(23)으로 도시된다. 이어서, 공급 롤러(51) 및 픽업 롤러(52)는 보유 플랫폼(53) 상으로 나아가도록 노광되는 가요성 전도 필름(20)의 다음 부분을 야기하도록 회전하고, 전술한 프로세스는 가공물 상의 모든 패턴들이 노광될 때까지 반복된다. 이 실시예에 따르면, 레티클의 도움으로, 광점은 보다 정확하게 위치되고 노광은 따라서 보다 높은 균일성으로 달성된다. 본 발명에 따르면, 레티클은 또한 광점의 요구되는 위치 정확성에 따라 생략될 수 있고, 다수의 측정 시스템(40)은 보다 높은 처리량을 달성하기 위해 대신 포함될 수 있다.
이 실시예에서, 노광 광원은 355nm 레이저로 구현될 수 있으며, 4mm 크기의 광점, 가능해지는 제2광로, 및 불가능해지는 제1광로를 갖는다. 또한, 이 실시예에서 노광 시스템(10)의 스캐닝 시야는 각각의 결정된 위치들에서 X-방향을 따라 두 개의 패턴들을 포함하는 것으로 전술되었지만, 노광 시스템의 스캐닝 시야가 확장되거나 수축될 수 있기 때문에 본 발명은 이에 한정되지 않고, 스캐닝 시야가 각각의 결정된 위치들에서 포함하는 노광되는 패턴들의 수는 스캐닝 시야의 크기 및 각각의 패턴의 크기에 의해 함께 결정될 수 있으며, 스캐닝 시야는 또한 Y-방향을 따라 패터들을 포함할 수 있다.
도7은 측정 시스템(40)에 의해 형성된 레티클 상의 정렬 마크(71) 및 가공물 상의 대응하는 정렬 마크(22)의 이미지를 개략적으로 도시한다. 이러한 정렬 마크들은 그들의 공간적 위치들이 그들 모두가 측정 시스템의 시야에서 이미징될 수 있도록 허락하는 한 다른 형태를 취할 수 있다. 도8은 측정 시스템(40)에 의해 수행된 수직 위치 측정에서 측정된 세 개의 점들을 도시하고, 여기서 201은 노광되는 패턴을 나타낸다.
실시예 4
도9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 노광 장치는 보유 플랫폼이 측정 부분(53) 및 노광 부분(54)을 포함한다는 점에서, 실시예 3의 것과 상이하다. 노광 부분(54)은 노광 하에 가요성 전도 필름(20)의 일부의 흡수성 보유를 위해 구성된다. 측정 부분(53)은 측정 하에 가요성 전도 필름(20)의 일부의 흡수성 보유를 위해 구성된다. 즉, 가요성 전도 필름(20)은 측정 부분(53) 상의 측정 시스템(40)에 의한 위치 측정을 먼저 거치고 가요성 전도 필름(20)은 그런 다음에 노광 부분(54)으로 이동된다. 그 후, 가요성 전도 노광 부분(54) 내의 필름(20)은 노광 시스템(10)에 의해 노광된다. 동시에, 측정 시스템(40)은 측정 부분(53) 내의 가요성 전도 필름(20)을 위한 동시의 수평 및 수직 위치 측정을 할 수 있고, 그 결과 전체적으로 현저한 향상을 야기한다.
실시예 5
상기 정의된 것과 같이 노광 장치를 사용하는 본 발명에 따른 노광 방법은 도10에 도시된 것과 같이 다음의 단계들을 포함한다.
단계 S1에서, 광점에 의해 표면에서 노광되는 가공물은 가공물 스테이지에 놓인다. 광점은 가공물에 의해 요구되고 광점의 크기를 결정하는 출력 밀도를 가진다.
단계 S2에서, 광점의 크기는 비교 결과를 얻기 위해 임계 광점 크기와 비교된다.
단계 S3에서, 광점 전환 유닛 내의 광로들 중 하나는 비교 결과를 기반으로 선택된다.
단계 S4에서, 레이저 유닛은 선택된 광로를 따라 전파하고 레티클 상의 패턴을 통해 통과하는 레이저 광선을 생산하여 가공물이 패턴의 형태 내에서 광점과 함께 노광된다.
단계 S3에서, 광점 전환 유닛은 제1광로 및 제2광로를 포함한다. 제1광로는 조정 가능하고 임계 광점 크기보다 작은 제1광점을 야기하도록 회절 한계 원리를 따른다. 제2광로는 기하학적 이미징에 의해 조정 가능하고 임계 광점 크기보다 큰 제2광점을 야기할 수 있다. 임계 광점 크기는 100 μm일 수 있다. 방법은 단계 S4 이전에, 가공물이 정렬 측정 및/또는 수직 측정을 거치는 측정 단계를 더 포함한다.
단계 S1에서, 가공물은 단단한 기판일 수 있다. 이 경우에, 단단한 기판은 단계 S4 이전에 정렬 측정을 거친다. 단계 S1에서, 가공물은 대안적으로 가요성 기판일 수 있다. 이 경우에, 가요성 기판은 단계 S4 이전에 정렬 측정 및 수직 측정 모두를 거치고, 가공물 스테이지는 공급 롤러, 공급 롤러에 대하여 좌우 대칭으로 배치된 픽업 롤러, 및 가요성 기판의 흡수성 보유를 위해 구성된 보유 플랫폼을 포함하는 롤 투 롤 컨베이어로 구현될 수 있다.
실시예 6
본 발명에 따른 노광 방법은 실시예 2의 노광 장치를 활용할 수 있다.
도11은 실시예 6에 따른 노광 방법을 도표로 도시하는 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 노광 방법은
단계 S1) 가공물 스테이지(50) 상에 가공물(20)을 놓는 단계;
단계 S2) 가공물 상의 정렬 마크(21) 상에 측정 시스템(40)에 의해 수행되는 측정을 기반으로 노광되는 패턴들의 노광에 적합한 위치들을 결정하는 단계;
단계 S3) 가공물 스테이지(50)를 패턴들의 노광에 적합한 배향으로 조정하는 단계;
단계 S4) 동작 스테이지(30) 및 따라서 노광 시스템(10)을 노광 위치들 중 하나로 이동시키는 단계;
단계 S5) 노광 시스템(10)에 의해 패턴들 중 하나를 노광하는 단계;
단계 S6) 가공물 스테이지(50)를 다음에 노광되는 패턴들 중 하나의 노광에 적합한 배향으로 조정하는 단계;
단계 S7) 노광 시스템(10)에 의해 패턴들 중 하나를 노광하는 단계;
단계 S8) 노광 시스템(10)을 또 다른 노광 위치들 중 하나로 이동시키는 단계; 및
단계 S9) 가공물(20) 상의 모든 패턴들이 노광될 때까지 단계 S3 내지 S8을 반복하는 단계를 포함한다.
방법에서, 단계 S8 은 노광 시스템(10)의 스캐닝 시야가 가공물(20)을 완전히 포함할 수 있으면 생략될 수 있다.
실시예 7
본 발명에 따른 노광 방법은 실시예 3의 노광 장치를 활용한다.
도12는 실시예 7에 따른 노광 방법을 도면으로 도시하는 흐름도이다. 도12에 도시된 것과 같이, 노광 방법은
단계 S1) 가요성 전도 필름(20)의 일 단을 공급 롤러(51) 상에 권취하고 다른 단을 픽업 롤러(52)에 권취하여 가요성 전도 필름(20)이 공급 롤러(51) 및 픽업 롤러(52) 사이의 보유 플랫폼(53) 상에 유지되는 단계;
단계 S2) 측정 시스템(40)을 레티클(70) 위로 이동시키고 레티클 상의 정렬 마크(71), 작업 상의 정렬 마크(22) 및 노광되는 패턴들 상에서 수행된 측정 시스템의 측정을 기반으로 노광되는 패턴들 중 하나의 노광에 적합한 위치를 결정하는 단계;
단계 S3) 패턴들 중 하나의 노광에 적합한 배향으로 레티클 스테이지(80)를 조정하는 단계;
단계 S4) 동작 스테이지(30) 및 노광 시스템(10)을 노광 위치로 이동시키는 단계;
단계 S5) 다음에 노광되는 패턴들 중 다른 하나의 노광에 적합한 또 다른 노광 위치를 결정하기 위한 측정을 수행하는 측정 시스템(40)과 동시에, 노광 시스템(10)에 의해 패턴들 중 하나를 노광하는 단계;
단계 S6) 다음에 노광되는 패턴들 중 하나의 노광에 적합한 배향으로 레티클 스테이지(80)를 조정하는 단계;
단계 S7) 노광 시스템(10)에 의해 패턴들 중 하나를 노광하는 단계;
단계 S8) 노광 시스템(10)을 보다 먼 노광 위치로 이동시키는 단계;
단계 S9) 모든 노광 위치들이 횡행될 때까지 단계 S2 내지 S8을 반복하고, 보유 플랫폼(53) 상으로 노광되는 가요성 전도 필름(20)의 또 다른 부분이 나아가도록 공급 롤러(51) 및 픽업 롤러(52)를 회전시키는 단계; 및
단계 S10) 가요성 전도 필름(20) 상의 모든 패턴들이 노광될 때까지 단계 S2 내지 S9를 반복하는 단계를 포함한다.
이 방법에서, 단계 S8은 노광 시스템(10)의 스캐닝 시야가 보유 플랫폼(53) 상에 유지되는 가요성 전도 필름(20)의 일부를 완전히 포함할 수 있으면 생략될 수 있다.
실시예 4의 노광 장치는 실시예 4의 노광 장치 내의 보유 플랫폼이 측정 부분(53) 및 노광 부분(54)을 더 포함한다는 점에서만 실시예 3의 것과 상이하다. 결과적으로, 실시예 3의 노광 장치를 사용하는 노광 방법과 비교하여, 실시예 4의 노광 장치를 사용하는 노광 방법에서, 노광 부분(54)에 의해 유지되는 가요성 전도 필름(20)의 현재의 부분 상의 노광 시스템(10)에 의해 수행되는 노광과 동시에, 측정 시스템(40)은 측정 부분(53) 상에 유지되고 다음에 노광되는 가요성 전도 필름(20)의 일부 상에 수평 및 수직 위치 측정들을 수행하며, 그 결과 전체적으로 현저한 향상을 야기한다. 이것이 상기 설명된 바와 같이, 대응하는 방법 단계들의 상세한 설명은 여기에서 생략될 것이다.
요약하자면, 본 발명의 노광 시스템에서의 광점 전환 유닛은 레이저 광선이 상이한 광로들 사이에서 전환되는 것을 가능하게 하여 상이한 범위 내에서 크기가 정해지는 광점들을 형성하고, 이는 다양한 임계 치수들을 갖는 가공물들의 상이한 요구들을 만족시킬 수 있다. 결과적으로, 가공 적응성에서의 향상 및 비용에서의 현저한 절감은 달성될 수 있다. 또한, 처리량에서의 현저한 향상은 롤 투 롤 컨베이어에 포함되고 측정 부분 및 노광 부분을 포함하는 보유 플랫폼에 의해 달성될 수 있고, 여기서 가요성 기판의 상이한 부분들은 유지되며 각각 측정 시스템에 의한 수평 및 수직 위치 측정 및 노광 시스템에 의한 노광을 거친다.
위에서 제시된 설명은 단지 본 발명의 몇몇 바람직한 실시예들에 대한 것이고 임의의 의미로 그 범위를 한정하지 않는다. 상기 교시들을 기반으로 당업자들에 의해 만들어지는 임의의 및 모든 변경들 및 수정들은 첨부된 청구항들에서 정의된 것과 같은 범위 내에 있다.
11: 레이저 유닛
111: 광원 어셈블리
112: 광선 확장 어셈블리
113: 성형 어셈블리
12: 광점 전환 유닛
121: 광선 분리 프리즘
122: 제1반사경
123: 제1개구
124: 제2반사경
125: 초점 렌즈 그룹
126: 제2개구
127: 광학 요소
13: 렌즈 유닛
131: 2 차원 검류계 스캐너
132: 텔레센트릭 시야 렌즈
20: 가공물

Claims (25)

  1. 레이저 유닛;
    광점 전환 유닛; 및
    렌즈 유닛;
    을 포함하며,
    상기 레이저 유닛은 레이저 광선을 생산하도록 구성되고,
    상기 광점 전환 유닛은 상기 레이저 광선이 노광되는 가공물을 위한 광점의 원하는 크기를 기반으로 복수의 상이한 광로들 중 하나를 따라 이동하도록 지향하여 상기 광점의 원하는 크기에 대응하는 레이저 광선이 얻어지도록 구성되고,
    상기 렌즈 유닛은 상기 레이저 광선이 상기 가공물 상에 입사되는 방향을 변경하도록 구성되는 노광 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 노광 시스템은 상기 가공물의 표면 상에 적용되도록 요구되는 광점의 출력 밀도에 기반하는 가공물을 위한 상기 광점의 원하는 크기를 결정하고, 임계 광점 크기를 갖는 상기 광점의 원하는 크기의 비교를 기반으로 상기 복수의 상이한 광로들 중 하나를 선택하고, 상기 광점 전환 유닛이 선택된 광로를 가능하게 하도록 제어하는 노광 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광점 전환 유닛은 제1광로 및 제2광로를 포함하며,
    상기 제1광로는 조정 가능하고 상기 임계 광점 크기보다 작은 크기를 가지는 제1광점을 생성하기 위해 회절 한계 원리(diffraction-limit principle)를 따르도록 구성되고,
    상기 제2광로는 기하학적 이미징에 의해, 조정 가능하고 상기 임계 광점 크기보다 크거나 동일한 크기를 가지는 제2광점을 생성하도록 구성되는 노광 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 임계 광점 크기가 100 μm인 노광 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1광로는 제1반사경, 제1개구, 제2반사경 및 광학 요소에 의해 정의되며,
    상기 제2광로는 초점 렌즈 그룹, 제2개구 및 상기 광학 요소에 의해 정의되는 노광 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광점 전환 유닛은 상기 레이저 광선을 상기 제1광로를 따르는 제1 광선 및 상기 제2광로를 따르는 제2광선으로 분리하도록 구성된 광선 분리 프리즘을 더 포함하고,
    상기 제1광로 또는 상기 제2광로는 상기 제1개구 및 상기 제2개구의 개방 또는 폐쇄 상태를 제어함으로써 가능해지는 노광 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 유닛은
    상기 레이저 광선을 출력하기 위한 광원 어셈블리;
    상기 레이저 광선을 확장시키고 상기 광점을 확대시키기 위한 광선 확장 어셈블리; 및
    상기 광점의 형태를 제어하기 위한 성형 어셈블리를 포함하는 노광 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈 유닛은 2 차원 검류계 스캐너 및 텔레센트릭 시야 렌즈를 포함하며;
    상기 2 차원 검류계 스캐너는 X- 또는 Y-방향으로 상기 레이저 광선을 편향하기 위해 구성되고 상기 텔레센트릭 시야 렌즈는 상기 가공물 상에 상기 레이저 광선의 수직 입사를 보장하기 위해 구성되는 노광 시스템.
  9. 노광 시스템, 가공물 스테이지 및 측정 시스템을 포함하며,
    상기 노광 시스템은 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 청구항에서 정의된 것과 같은 노광 시스템인 노광 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가공물 스테이지 상에 놓인 가공물은 단단한 기판이고,
    상기 측정 시스템은 상기 노광 시스템을 갖는 상기 단단한 기판으로 정렬하도록 구성되는 노광 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 가공물 스테이지 상에 놓인 가공물은 가요성 기판이고,
    상기 가공물 스테이지는 롤 투 롤 컨베이어인 노광 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 롤 투 롤 컨베이어는
    서로 좌우 대칭으로 배치되는 공급 롤러 및 픽업 롤러; 및
    상기 가요성 기판의 흡수성 보유를 위해 구성되는 보유 플랫폼을 포함하는 노광 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 보유 플랫폼은 측정 부분 및 노광 부분을 포함하는 노광 장치.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 측정 시스템은
    수평 위치 측정을 수행하도록 구성된 정렬 센서;
    수직 위치 측정을 수행하도록 구성된 수직 센서; 및
    다중 자유도로 움직일 수 있는 이동 메커니즘을 포함하는 노광 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    레티클 및 레티클 스테이지를 포함하며,
    상기 레티클은 동일한 노광 패턴들을 복제하기 위해 구성되고 상기 레티클 스테이지는 다중 자유도로 이동하기 위해 상기 레티클을 운반하도록 구성되는 노광 장치.
  16. 제10항에서 정의된 것과 같은 상기 노광 장치를 사용하는 노광 방법.
  17. 제11항 내지 제15항 중 어느 하나의 항에서 정의된 것과 같은 상기 노광 장치를 사용하는 노광 방법.
  18. 1) 가공물 스테이지 상에 가공물을 놓는 단계이며, 상기 가공물은 상기 가공물의 표면 상에 적용되도록 요구되는 광점의 출력 밀도를 기반으로 결정되는 상기 광점의 원하는 크기와 대응함;
    2) 비교 결과를 얻기 위해 임계 광점 크기를 갖는 상기 광점의 원하는 크기를 비교하는 단계;
    3) 상기 비교 결과를 기반으로 복수의 상이한 광로들 중 하나를 선택하고 광점 전환 유닛에 의해 선택된 광로를 가능하게 하는 단계; 및
    4) 레이저 유닛에 의해, 상기 선택된 광로를 따라 지향되고 상기 가공물 상으로 레티클 상의 패턴을 노광하는 레이저 광선을 생산하는 단계를 포함하는 노광 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    단계 3에서, 상기 광점 전환 유닛은 제1광로 및 제2광로를 포함하며,
    상기 제1광로는 조정 가능하고 상기 임계 광점 크기보다 작은 크기를 가지는 제1광점을 생성하기 위해 회절 한계 원리(diffraction-limit principle)를 따르도록 구성되고, 상기 제2광로는 기하학적 이미징에 의해, 조정 가능하고 상기 임계 광점 크기보다 크거나 동일한 크기를 가지는 제2광점을 생성하도록 구성되는 노광 방법.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    상기 임계 광점 크기는 100 μm인 노광 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    단계 4 이전에, 측정 단계를 더 포함하며,
    상기 측정 단계는 상기 가공물이 정렬 측정 및/또는 수직 측정을 거치는 노광 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    단계 1에서, 상기 가공물은 단단한 기판이며,
    노광 위치에 대한 정렬 측정은 단계4 이전에 단단한 기판 상에서 수행되는 노광 방법.
  23. 제21항에 있어서,
    단계 1에서, 상기 가공물 스테이지 상에 놓인 상기 가공물은 가요성 기판이며,
    노광 위치에 대한 정렬 측정 및 수직 측정은 모두 단계 4 이전에 상기 가요성 기판 상에서 수행되고,
    상기 가공물 스테이지는 롤 투 롤 컨베이어인 노광 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 롤 투 롤 컨베이어는
    서로 좌우 대칭으로 배치되는 공급 롤러 및 픽업 롤러; 및
    상기 가요성 기판의 흡수성 보유를 위해 구성되는 보유 플랫폼을 포함하는 노광 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 보유 플랫폼은 측정 부분 및 노광 부분을 포함하는 노광 방법.
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