KR20190056895A - Micro Pattern Processing Apparatus Using Laser - Google Patents

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KR20190056895A
KR20190056895A KR1020170154295A KR20170154295A KR20190056895A KR 20190056895 A KR20190056895 A KR 20190056895A KR 1020170154295 A KR1020170154295 A KR 1020170154295A KR 20170154295 A KR20170154295 A KR 20170154295A KR 20190056895 A KR20190056895 A KR 20190056895A
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Abstract

The present invention relates to an apparatus for precisely processing a micro pattern, which is capable of irradiating a substrate to be processed with a laser beam in a state where distortion generated by a scan lens is removed through a mask by allowing an outer part of a laser beam condensed through the scan lens to be blocked by the mask while allowing only a central part thereof to pass through, and by projecting and irradiating the laser beam which has passed through the mask to the substrate to be processed through a projection lens, thereby preventing degradation of processing precision due to distortion of the scan lens and enabling more precise and accurate laser processing. In addition, it is possible to remove the distortion of the scan lens through the mask and the projection lens, and thus distortion is not generated even if the scan lens is large. Accordingly, it is possible to complete processing of an entire processing region of a substrate to be processed without relatively moving the substrate to be processed by making the mask larger than the area of the processing region of the substrate to be processed, thereby enabling a region to be large.

Description

미세 패턴 정밀 가공 장치{Micro Pattern Processing Apparatus Using Laser}[0001] The present invention relates to a micro pattern processing apparatus,

본 발명은 미세 패턴 정밀 가공 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 스캔 렌즈를 통해 집광된 레이저 빔이 마스크에 의해 외곽부는 차단되고 중심부만 통과되도록 하고 마스크를 통과한 레이저 빔이 프로젝션 렌즈를 통해 가공 대상 기판에 투영 조사되도록 함으로써, 스캔 렌즈에 의해 발생한 왜곡 수차를 마스크를 통해 제거한 상태로 레이저 빔을 가공 대상 기판에 조사할 수 있고, 이에 따라 스캔 렌즈의 왜곡 수차에 의한 가공 정밀도 저하를 방지하고 더욱 정밀하고 정확하게 레이저 가공을 수행할 수 있고, 마스크와 프로젝션 렌즈를 통해 스캔 렌즈의 왜곡 수차를 제거할 수 있으므로 스캔 렌즈를 대형화하더라도 왜곡 수차가 발생하지 않으며, 이에 따라 마스크를 가공 대상 기판의 가공 영역 면적보다 크게 하여 가공 대상 기판의 상대 이동없이 가공 대상 기판의 가공 영역 전체를 가공 완료할 수 있어 대면적화가 가능한 미세 패턴 정밀 가공 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fine pattern precision machining apparatus. More specifically, the laser beam condensed through the scan lens is blocked by the mask so that only the center portion is blocked, and the laser beam passed through the mask is projected onto the target substrate through the projection lens. It is possible to irradiate the laser beam onto the substrate to be processed with the distortion aberration removed through the mask, thereby preventing the lowering of the machining accuracy due to the distortion aberration of the scan lens, more precisely and accurately performing the laser machining, The distortion aberration of the scan lens can be eliminated through the projection lens. Therefore, distortion aberration does not occur even if the scan lens is enlarged. Accordingly, the mask is made larger than the machining area area of the substrate to be processed, The entire machining area of the workpiece W can be machined And to a fine pattern precision machining apparatus capable of achieving a large area.

최근 반도체 산업의 발달과 함께 고밀도 집적회로 또는 고밀도 생산품이 요구되고 있는데, 이러한 제품들에 대해 과거의 기계 가공 기술만으로는 정밀한 가공에 한계가 있어 최근에는 레이저를 이용한 정밀 가공 장치가 개발되어 사용되고 있다.In recent years, a precision processing apparatus using a laser has been developed and used. In recent years, a precision processing apparatus using a laser has been developed and used.

레이저를 이용한 정밀 가공 장치는 목표물에 대해 비접촉 방식으로 매우 국부적인 곳에 레이저 빔을 조사하여 주변에 손상없이 원하는 목표물을 제거하거나 마킹, 표면 처리 등을 수행하는 것으로 최근 반도체 장비를 비롯하여 다양한 산업 분야에 널리 사용되고 있다.The precision machining system using laser is to irradiate a laser beam at a very local place in a non-contact manner to the target to remove the desired target without damaging the surroundings, to perform marking, surface treatment, etc. Recently, .

예를 들면, 레이저 정밀 가공 장치는 반도체, 디스플레이나 PCB 등 전자 회로의 미세 패턴 가공 작업에 사용된다. 전자 회로의 미세 패턴은 마이크로 단위의 다양한 패턴 형상과 매우 작은 크기를 가지며, 그 사이 간격 또한 마이크로 단위로 매우 정밀하게 형성되므로, 레이저 정밀 가공 장치의 가공 정밀도가 매우 높아야 한다.For example, laser precision machining equipment is used for fine pattern machining of electronic circuits such as semiconductors, displays and PCBs. The fine pattern of the electronic circuit has various pattern shapes in micro units and a very small size, and the interval therebetween is also very precisely formed in units of micrometers, so that the precision of the laser precision machining apparatus must be very high.

레이저 정밀 가공 장치는 일반적으로 레이저 발생부로부터 발생된 레이저 빔을 스캐너를 통해 반사하여 조사 방향을 조절하며, 레이저 빔을 스캔 렌즈를 통해 기판의 목표 지점에 집광시켜 가공 대상 기판에 대해 미세 패턴 가공 등의 작업을 수행하게 된다.A laser precision machining apparatus generally adjusts the irradiation direction by reflecting a laser beam generated from a laser generating unit through a scanner and collects the laser beam at a target point of the substrate through a scan lens, .

레이저 정밀 가공 장치는 일반적으로 레이저 발생부로부터 발생된 레이저 빔을 스캐너를 통해 반사하여 조사 방향을 조절하며, 레이저 빔을 스캔 렌즈를 통해 기판의 목표 지점에 집광시켜 가공 대상 기판에 대해 미세 패턴 가공 등의 작업을 수행하게 된다.A laser precision machining apparatus generally adjusts the irradiation direction by reflecting a laser beam generated from a laser generating unit through a scanner and collects the laser beam at a target point of the substrate through a scan lens, .

종래 기술에 따른 일반적인 레이저 정밀 가공 장치는 스캔 렌즈의 왜곡 수차에 의해 레이저 빔이 어느 한 목표 지점으로 집광되지 못하고, 좀더 넓은 영역을 갖는 지점에 집광되거나 또는 해당 목표 지점으로부터 벗어난 지점에 집광되는 등 정밀도가 저하되는 문제가 있다.The conventional laser precision machining apparatus according to the related art can not accurately converge the laser beam to a target point due to the distortion of the scan lens and is condensed at a point having a larger area or focused at a point deviating from the target point, Is lowered.

따라서, 종래 기술에 따른 일반적인 레이저 정밀 가공 장치를 통해서는 정밀 패턴 형성이 요구되는 전자 회로 및 디스플레이 부품 가공 작업을 수행하는데 어려움이 있으며, 제작 수율 또한 저하되는 등의 문제가 있다.Therefore, it is difficult to perform an electronic circuit and a display part machining operation which require precision pattern formation through a conventional laser precision machining apparatus according to the related art, and there is a problem that the production yield is also lowered.

국내공개특허 제10-2007-0078702호Korean Patent Publication No. 10-2007-0078702

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 스캔 렌즈를 통해 집광된 레이저 빔이 마스크에 의해 외곽부는 차단되고 중심부만 통과되도록 하고 마스크를 통과한 레이저 빔이 프로젝션 렌즈를 통해 가공 대상 기판에 투영 조사되도록 함으로써, 스캔 렌즈에 의해 발생한 왜곡 수차를 마스크를 통해 제거한 상태로 레이저 빔을 가공 대상 기판에 조사할 수 있고, 이에 따라 스캔 렌즈의 왜곡 수차에 의한 가공 정밀도 저하를 방지하고 더욱 정밀하고 정확하게 레이저 가공을 수행할 수 있는 미세 패턴 정밀 가공 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a projection lens system in which a laser beam condensed through a scan lens is blocked by a mask, It is possible to irradiate the target substrate with the laser beam in a state in which the distortion aberration generated by the scan lens is removed through the mask, thereby reducing the processing accuracy due to the distortion aberration of the scan lens And to provide a fine pattern precision machining apparatus capable of performing more precise and accurate laser machining.

본 발명의 다른 목적은 마스크와 프로젝션 렌즈를 통해 스캔 렌즈의 왜곡 수차를 제거할 수 있으므로 스캔 렌즈를 대형화하더라도 왜곡 수차가 발생하지 않으며, 이에 따라 마스크를 가공 대상 기판의 가공 영역 면적보다 크게 하여 가공 대상 기판의 상대 이동없이 가공 대상 기판의 가공 영역 전체를 가공 완료할 수 있어 대면적화가 가능한 미세 패턴 정밀 가공 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a projection exposure apparatus capable of eliminating distortion aberration of a scan lens through a mask and a projection lens so that distortion aberration does not occur even if the scan lens is enlarged, The present invention provides a fine pattern precision machining apparatus capable of machining the entire machining area of a substrate to be machined without relative movement of the substrate, thereby enabling a large area to be obtained.

본 발명은, 레이저 빔을 발생시키는 레이저 발생부; 상기 레이저 발생부에 의해 발생된 레이저 빔을 반사하여 레이저 빔의 조사 방향을 조절하는 스캐너; 상기 스캐너에 의해 반사된 레이저 빔이 통과하도록 배치되어 레이저 빔을 집광시키는 스캔 렌즈; 및 상기 스캔 렌즈에 의해 집광된 레이저 빔이 통과하도록 배치되며, 집광된 레이저 빔의 외곽부를 차단하고 중심부만 통과하도록 마스크 패턴이 형성되는 마스크; 및 상기 마스크의 마스크 패턴을 통과한 레이저 빔을 가공 대상 기판의 가공 지점에 투영시켜 조사하는 프로젝션 렌즈를 포함하고, 상기 프로젝션 렌즈를 통해 조사되는 레이저 빔을 통해 상기 가공 대상 기판의 가공 지점을 가공하는 것을 특징으로 하는 미세 패턴 정밀 가공 장치를 제공한다.The present invention provides a laser processing apparatus comprising: a laser generating unit for generating a laser beam; A scanner that reflects the laser beam generated by the laser generation unit and adjusts the irradiation direction of the laser beam; A scan lens disposed so as to pass the laser beam reflected by the scanner to condense the laser beam; And a mask disposed so as to pass the laser beam condensed by the scan lens, wherein the mask pattern is formed so as to cut off the outer portion of the condensed laser beam and pass only the center portion thereof; And a projection lens for projecting a laser beam that has passed through the mask pattern of the mask onto a processing point of the substrate to be processed so as to irradiate the processing point of the substrate through the laser beam irradiated through the projection lens And a micro pattern precision machining apparatus.

이때, 상기 마스크는 레이저 빔이 집광되는 상기 스캔 렌즈의 초점 거리 위치에 배치될 수 있다.At this time, the mask may be disposed at a focal length position of the scan lens where the laser beam is condensed.

또한, 상기 마스크에는 상기 마스크 패턴이 다수개 형성되고, 상기 레이저 발생부에 의해 발생된 레이저 빔은 별도의 회절 광학 소자를 통과하여 다수개의 레이저 빔으로 형성되고, 다수개의 레이저 빔이 각각 상기 스캐너에 의해 반사되어 상기 스캔 렌즈를 통과하고, 각각 상기 마스크 패턴을 통과하여 상기 프로젝션 렌즈를 통해 상기 가공 대상 기판에 동시에 조사될 수 있다.A plurality of mask patterns are formed on the mask, a laser beam generated by the laser generating unit is formed as a plurality of laser beams through a separate diffractive optical element, and a plurality of laser beams are respectively incident on the scanner And passes through the scan lens and passes through the mask pattern and can be simultaneously irradiated onto the substrate to be processed through the projection lens.

또한, 상기 마스크의 크기는 상기 가공 대상 기판의 전체 가공 지점을 포함하는 가공 영역의 면적보다 크거나 같게 형성되고, 상기 마스크 패턴의 개수는 상기 가공 대상 기판의 전체 가공 지점의 개수와 동일하게 형성되어 상기 마스크와 가공 대상 기판의 상대 이동 없이 가공 대상 기판의 전체 가공 지점을 가공할 수 있다.Also, the size of the mask is formed to be equal to or larger than the area of the machining area including the entire machining point of the substrate to be processed, and the number of the mask patterns is formed to be equal to the total number of machining points of the substrate to be machined The entire machining point of the substrate to be processed can be processed without relative movement between the mask and the substrate to be processed.

또한, 다수개의 상기 레이저 빔의 개수는 상기 마스크 패턴의 개수보다 작게 형성되고, 각각의 상기 레이저 빔은 상기 스캐너에 의해 조사 각도가 조절되어 다수개의 상기 마스크 패턴 중 서로 다른 일부를 각각 순차적으로 통과하며 상기 가공 대상 기판의 서로 다른 가공 지점에 동시에 조사될 수 있다.The number of the plurality of laser beams is smaller than the number of the mask patterns, and the angle of the laser beam is controlled by the scanner to sequentially pass different portions of the plurality of mask patterns Can be simultaneously irradiated to different processing points of the substrate to be processed.

또한, 상기 마스크 패턴은 상기 가공 대상 기판의 가공 지점과 대응되는 위치에 형성될 수 있다.Further, the mask pattern may be formed at a position corresponding to a machining point of the substrate to be processed.

또한, 상기 프로젝션 렌즈는 1:n 투영 배율을 갖도록 형성될 수 있다.Further, the projection lens may be formed to have a 1: n projection magnification.

본 발명에 의하면, 스캔 렌즈를 통해 집광된 레이저 빔이 마스크에 의해 외곽부는 차단되고 중심부만 통과되도록 하고 마스크를 통과한 레이저 빔이 프로젝션 렌즈를 통해 가공 대상 기판에 투영 조사되도록 함으로써, 스캔 렌즈에 의해 발생한 왜곡 수차를 마스크를 통해 제거한 상태로 레이저 빔을 가공 대상 기판에 조사할 수 있고, 이에 따라 스캔 렌즈의 왜곡 수차에 의한 가공 정밀도 저하를 방지하고 더욱 정밀하고 정확하게 레이저 가공을 수행할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the laser beam condensed through the scan lens is blocked by the mask, and only the center portion is blocked, and the laser beam passed through the mask is projected onto the target substrate through the projection lens, It is possible to irradiate the laser beam onto the substrate to be processed in a state in which the generated distortion aberration is removed through the mask, thereby preventing deterioration of the machining accuracy due to the distortion aberration of the scan lens and performing laser machining more precisely and accurately have.

또한, 마스크와 프로젝션 렌즈를 통해 스캔 렌즈의 왜곡 수차를 제거할 수 있으므로 스캔 렌즈를 대형화하더라도 왜곡 수차가 발생하지 않으며, 이에 따라 마스크를 가공 대상 기판의 가공 영역 면적보다 크게 하여 가공 대상 기판의 상대 이동없이 가공 대상 기판의 가공 영역 전체를 가공 완료할 수 있어 대면적화가 가능한 효과가 있다.Since distortion aberration of the scan lens can be eliminated through the mask and the projection lens, distortion aberration does not occur even if the scan lens is enlarged. Accordingly, the mask is made larger than the machining area area of the substrate to be processed, The entire machining area of the substrate to be processed can be machined without the need for a large area.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 패턴 정밀 가공 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 패턴 정밀 가공 장치의 왜곡 수차 방지 구조를 설명하기 위한 개념도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 패턴 정밀 가공 장치의 작동 방식을 설명하기 위한 개념도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 패턴 정밀 가공 장치의 마스크 형태를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing the construction of a fine pattern precision machining apparatus according to an embodiment of the present invention,
2 is a conceptual diagram for explaining a distortion aberration preventing structure of a fine pattern precision machining apparatus according to an embodiment of the present invention,
3 is a conceptual diagram for explaining a method of operating a fine pattern precision machining apparatus according to an embodiment of the present invention,
4 is a view schematically showing a mask shape of a fine pattern precision machining apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 패턴 정밀 가공 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 패턴 정밀 가공 장치의 왜곡 수차 방지 구조를 설명하기 위한 개념도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 패턴 정밀 가공 장치의 작동 방식을 설명하기 위한 개념도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 패턴 정밀 가공 장치의 마스크 형태를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of a fine pattern precision machining apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view for explaining a distortion aberration preventing structure of a fine pattern precision machining apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining a method of operating a fine pattern precision machining apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a schematic view illustrating a mask pattern of a fine pattern precision machining apparatus according to an embodiment of the present invention. Fig.

본 발명의 일 실시예에 따른 미세 패턴 정밀 가공 장치는 레이저 빔의 조사 위치를 조절하는 광학 시스템의 오차를 최소화하여 정밀 가공을 가능하게 하는 장치로서, 레이저 발생부(100)와, 스캐너(400)와, 스캔 렌즈(500)와, 마스크(600)와, 프로젝션 렌즈(700)를 포함하여 구성된다.The apparatus for precisely finely patterning fine patterns according to an embodiment of the present invention is an apparatus that enables precision processing by minimizing an error of an optical system for controlling the irradiation position of a laser beam. The apparatus includes a laser generator 100, a scanner 400, A scan lens 500, a mask 600, and a projection lens 700. The scan lens 500, the mask 600,

레이저 발생부(100)는 레이저 빔(L)을 발생시키는 장치로서, 본 발명의 일 실시예에서는 레이저 빔의 펄스 에너지(pulse energy)와 펄스 지속 시간(pulse duration)을 고려하여 펨토초 레이저(femto second laser)를 발생시키도록 형성된다. 펨토초 레이저는 매우 짧은 펄스 폭을 갖는 레이저로서, 짧은 펄스 폭과 높은 첨두 출력 특성을 레이저 가공에 이용하면 가공 재료의 열확산 시간보다 조사되는 레이저 펄스의 시간이 짧아 물질의 열적 변성이 없는 비열 가공에 유리하며, 연속파 또는 나노초 레이저보다 상대적으로 적은 에너지로도 큰 첨두 출력을 내기 때문에 가공 시료에 가해지는 충격이 적어 고품질의 초정밀 미세 가공에 유리하다.The laser generating unit 100 generates a laser beam L. In an embodiment of the present invention, the laser generating unit 100 generates a femtosecond laser beam in consideration of the pulse energy and the pulse duration of the laser beam. laser. The femtosecond laser is a laser with a very short pulse width. When a short pulse width and a high peak output characteristic are used in laser processing, the laser pulse time is shorter than the thermal diffusion time of the material, And it produces a large peak output even with a relatively low energy compared to a continuous wave or nanosecond laser, which is advantageous for high-quality ultra-precision microfabrication because of less impact on the processed sample.

스캐너(400)는 레이저 발생부(100)에 의해 발생된 레이저 빔(L)을 반사하여 레이저 빔(L)의 조사 방향을 조절한다. 이러한 스캐너(400)는 갈바노미터가 적용될 수 있으며, 이를 통해 신속하고 정밀하게 레이저 빔의 조사 방향을 조절할 수 있다.The scanner 400 reflects the laser beam L generated by the laser generator 100 to adjust the irradiation direction of the laser beam L. Such a scanner 400 can be applied with a galvanometer, so that the irradiation direction of the laser beam can be adjusted quickly and precisely.

레이저 발생부(100)와 스캐너(400) 사이에는 회절 광학 소자(200)가 배치될 수 있다. 회절 광학 소자(DOE: Diffractive Optical Element)는 빛의 회절 현상을 이용하여 광선의 방향을 제어하는 렌즈와 같은 역할을 하도록 만든 광학 소자로서, 일반적으로 광학계에선 광을 조절하기 위해 반사 또는 굴절을 이용하는데 반해 회절 광학 소자는 주기적인 패턴을 이용해 회절 작용을 일으켜 광을 조절한다. 이러한 회절 광학 소자는 하나의 광선을 다수개의 광선으로 분기시키는 기능 또한 수행할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 레이저 발생부(100)에서 발생된 레이저 빔(L)이 회절 광학 소자(200)를 통과하며 다수개의 레이저 빔(L: L1,L2,L3,...Ln)으로 분기되도록 구성된다.The diffractive optical element 200 may be disposed between the laser generating portion 100 and the scanner 400. [ Diffractive optical element (DOE) is an optical element that acts as a lens to control the direction of a light beam by using diffraction of light. In general, optical systems use reflection or refraction to control light In contrast, a diffractive optical element causes a diffraction action using a periodic pattern to control light. Such a diffractive optical element can also perform a function of splitting one light beam into a plurality of light beams. The laser beam L generated in the laser generating part 100 passes through the diffractive optical element 200 and passes through the plurality of laser beams L: L1, L2, L3, ..., Ln .

회절 광학 소자(200)를 통해 다수개로 분기된 레이저 빔(L: L1,L2,L3)에 대해 광 손실을 최소화할 수 있도록 회절 광학 소자(200)와 스캐너(400) 사이에는 레이저 빔(L: L1,L2,L3)이 통과하도록 릴레이 렌즈(300)가 구비될 수 있다. A laser beam L is applied between the diffractive optical element 200 and the scanner 400 so that optical loss can be minimized with respect to the laser beams L, L1, L2, and L3 branched into a plurality of beams through the diffractive optical element 200. [ L1, L2, and L3 are passed through the relay lens 300. [

스캔 렌즈(500)는 스캐너(400)에 의해 반사된 레이저 빔(L)이 통과하도록 배치되어 레이저 빔(L)을 집광시킨다. 이러한 스캔 렌즈(500)는 다수개의 렌즈 모듈 형태로 형성될 수 있으며, 통과하는 레이저 빔(L)을 광축과 평행한 방향으로 유지시키면서 초점 거리에 집광시킨다. 회절 광학 소자(200)를 통해 다수개로 분기된 레이저 빔은 스캐너(400)에 의해 반사되어 스캔 렌즈(500)를 통과하여 초점 거리에 집광되며, 다수개의 레이저 빔이 스캔 렌즈(500)를 모두 동시에 통과하여 초점 거리에 각각 집광된다.The scan lens 500 is disposed so as to pass the laser beam L reflected by the scanner 400 to condense the laser beam L. [ The scan lens 500 may be formed in the form of a plurality of lens modules and focuses the laser beam L passing therethrough in a direction parallel to the optical axis while focusing the laser beam L at a focal distance. The laser beam split by the diffraction optical element 200 is reflected by the scanner 400 and passes through the scan lens 500 to be focused at a focal distance. A plurality of laser beams scan the scan lens 500 at the same time And are condensed on the focal distance, respectively.

배경 기술에서 설명한 바와 같이 일반적인 레이저 가공 장치는 레이저 빔이 스캔 렌즈(500)를 통과하여 기판의 가공 지점에 집광됨으로써, 기판을 가공하게 되는데, 이때, 스캔 렌즈(500)의 왜곡 수차 등에 의해 레이저 빔이 정확한 목표 지점에 집광되지 못하는 등의 이유로 가공 정밀도가 상대적으로 낮아지는 문제가 있다.As described in the background art, in a general laser processing apparatus, a laser beam is condensed on a processing point of a substrate through a scan lens 500 to process a substrate. At this time, due to a distortion aberration of the scan lens 500, There is a problem in that the machining accuracy is relatively lowered because of not being condensed at the correct target point.

본 발명의 일 실시예에서는 스캔 렌즈(500)의 왜곡 수차 문제를 방지할 수 있도록 스캔 렌즈(500)의 초점 거리 위치에 마스크 패턴(610)이 형성된 마스크(600)를 배치하고, 마스크(600)의 마스크 패턴(610)을 통과한 레이저 빔(L)을 프로젝션 렌즈(700)를 통해 투영시켜 가공 대상 기판(10)의 가공 지점에 조사하도록 구성된다.The mask 600 having the mask pattern 610 formed at the focal distance of the scan lens 500 is disposed in order to prevent the distortion of the scan lens 500, The laser beam L having passed through the mask pattern 610 of the projection lens 700 is projected through the projection lens 700 and irradiated to the processing point of the substrate 10 to be processed.

마스크(600)는 스캔 렌즈(500)를 통과한 레이저 빔(L)이 집광되는 스캔 렌즈(500)의 초점 거리 위치에 배치된다. 따라서, 스캔 렌즈(500)를 통과한 레이저 빔(L)은 마스크(600) 상에 집광된다. 마스크(600)는 스캔 렌즈(500)에 의해 집광된 레이저 빔(L)이 통과하도록 형성되는데, 이를 위해 마스크(600)에는 관통홀 형태의 마스크 패턴(610)이 형성된다. 마스크 패턴(610)은 집광된 레이저 빔(L)의 외곽부를 차단하고 중심부만 통과하도록 형성된다.The mask 600 is disposed at a focal length position of the scan lens 500 where the laser beam L passing through the scan lens 500 is condensed. Therefore, the laser beam L that has passed through the scan lens 500 is condensed on the mask 600. The mask 600 is formed so as to pass the laser beam L condensed by the scan lens 500. For this purpose, a mask pattern 610 in the form of a through hole is formed in the mask 600. [ The mask pattern 610 is formed so as to cut off the outer portion of the condensed laser beam L and pass through only the center portion.

이와 같이 마스크 패턴(610)이 집광된 레이저 빔(L)의 외곽부를 차단하도록 형성됨으로써, 스캔 렌즈(500)를 통과한 레이저 빔(L)은 마스크 패턴(610)을 통과하는 과정에서 외곽부가 차단된 형태로 중심부만 통과하게 되므로, 스캔 렌즈(500)에 의해 발생한 왜곡 수차가 제거된 상태로 마스크 패턴(610)을 통과하여 진행하게 된다.Since the mask pattern 610 is formed so as to block the outer frame of the condensed laser beam L, the laser beam L having passed through the scan lens 500 is shielded by the outer portion during the process of passing through the mask pattern 610. [ Only the center portion passes through the mask pattern 610 in a state in which the distortion aberration generated by the scan lens 500 is removed.

프로젝션 렌즈(700)는 입사되는 광을 그대로 투영시켜주는 렌즈로서 왜곡 수차가 거의 발생하지 않는 렌즈이며, 본 발명의 일 실시예에서는 마스크 패턴(610)을 통과한 레이저 빔(L)이 통과하도록 배치되며, 마스크 패턴(610)을 통과한 레이저 빔(L)을 가공 대상 기판(10)의 가공 지점에 조사한다.The projection lens 700 is a lens for projecting the incident light as it is, and generates little distortion aberration. In one embodiment of the present invention, the laser beam L passing through the mask pattern 610 is arranged And irradiates the laser beam L having passed through the mask pattern 610 to the processing point of the substrate 10 to be processed.

이와 같이 마스크 패턴(610)을 통과하여 왜곡 수차가 제거된 상태로 진행되는 레이저 빔(L)은 프로젝션 렌즈(700)를 통해 가공 대상 기판(10)의 가공 지점에 조사되며, 따라서, 가공 대상 기판(10)의 가공 지점에 조사되는 레이저 빔(L)은 왜곡 수차가 거의 발생하지 않은 상태이므로, 매우 정확하고 정밀하게 가공 지점을 가공할 수 있다.The laser beam L that passes through the mask pattern 610 and proceeds with the distortion aberration removed is irradiated to the processing point of the substrate 10 to be processed through the projection lens 700, The laser beam L irradiated to the machining point of the laser beam 10 is in a state in which distortion aberration is hardly generated and thus the machining point can be machined very accurately and precisely.

이러한 원리를 좀더 자세히 살펴보면, 예를 들어, 가공 대상 기판(10)에 도 2에 도시된 바와 같이 직경 d를 갖는 미세 패턴(11)을 가공하고자 하는 경우, 일반적인 레이저 가공 장치를 이용하면, 스캔 렌즈(500)를 통해 레이저 빔(L)을 가공 대상 기판(10)의 미세 패턴(11) 지점에 집광시켜 조사하게 된다. 이때, 가공 대상 기판(10)은 스캔 렌즈(500)의 초점 거리에 위치하게 될 것이다. 스캔 렌즈(500)를 통해 초점 거리에 집광되는 레이저 빔(L)은 일정 면적을 갖는데, 이러한 레이저 빔(L)의 초점 영역에서의 직경(FA)이 가공 대상 기판(10)의 미세 패턴(11) 직경(d)과 동일하게 형성되어야만 정확한 크기의 미세 패턴을 가공할 수 있다.For example, when a fine pattern 11 having a diameter d is to be formed on the substrate 10 to be processed as shown in FIG. 2, if a general laser processing apparatus is used, The laser beam L is condensed on the fine pattern 11 of the substrate 10 to be processed through the light source 500. At this time, the substrate 10 to be processed will be positioned at the focal length of the scan lens 500. The laser beam L converged at the focal distance through the scan lens 500 has a certain area and the diameter FA of the laser beam L in the focus region is smaller than the diameter FA of the fine pattern 11 ) Diameter (d), it is possible to process a fine pattern of an exact size.

그러나, 스캔 렌즈(500)에서 왜곡 수차가 발생하므로, 일반적으로 레이저 빔(L)의 초점 영역에서의 직경 FA는 가공 대상 기판(10)의 미세 패턴(11) 직경 d보다 더 크게 나타난다. 따라서, 이 상태로 레이저 가공을 진행하게 되면, 설계상의 직경 d 보다 더 큰 직경 FA의 미세 패턴(11)이 형성되게 된다.However, since the distortion aberration occurs in the scan lens 500, the diameter FA in the focus region of the laser beam L generally becomes larger than the diameter d of the fine pattern 11 of the substrate 10 to be processed. Therefore, when laser processing is performed in this state, the fine pattern 11 of diameter FA larger than the designed diameter d is formed.

이는 스캔 렌즈(500)의 왜곡 수차에 기인한 것으로, 일반적인 레이저 가공 장치에서는 이러한 문제를 해결할 수 없어 정밀한 미세 가공시에는 가공 정밀도가 높지 않다는 문제가 있다.This is due to the distortion aberration of the scan lens 500, and such a problem can not be solved by a general laser processing apparatus, and there is a problem that the precision of fine processing is not high.

본 발명에서는 스캔 렌즈(500)의 왜곡 수차를 해결하기 위해 별도의 마스크(600)가 스캔 렌즈(500)의 초점 거리 위치에 배치된다. 마스크(600)에는 가공 대상 기판(10)의 미세 패턴(11)의 직경 d와 동일한 직경 d를 갖는 마스크 패턴(610)이 형성되며, 스캔 렌즈(500)를 통과한 레이저 빔(L)은 마스크(600) 상에서 초점을 맺으며 집광된 후, 마스크 패턴(610)을 통과하여 계속 진행하도록 구성된다.In order to solve the distortion aberration of the scan lens 500, a separate mask 600 is disposed at the focal length position of the scan lens 500 in the present invention. A mask pattern 610 having a diameter d equal to the diameter d of the fine pattern 11 of the substrate 10 to be processed is formed in the mask 600. The laser beam L, which has passed through the scan lens 500, Is condensed on the mask pattern 600 and condensed, and then continues to pass through the mask pattern 610.

이때, 스캔 렌즈(500)를 통과한 레이저 빔(L)은 전술한 바와 같이 초점 영역에서 직경 FA를 갖는데, 이는 마스크 패턴(610)의 직경 d 보다 크다. 따라서, 스캔 렌즈(500)를 통과하여 마스크(600) 상에 집광된 레이저 빔(L)은 마스크 패턴(610)을 통과하는 과정에서 외곽부가 마스크(600)에 의해 차단되고 중심부만 마스크 패턴(610)을 통과하게 된다. 즉, 스캔 렌즈(500)를 통해 집광된 레이저 빔(L)은 초점 영역에서의 직경(FA)이 마스크 패턴(610)의 직경(d)보다 크기 때문에, 마스크 패턴(610)의 직경(d) 영역보다 외곽 영역인 외곽부는 차단되고 마스크 패턴(610)의 직경 영역보다 내측 영역인 중심부만 마스크 패턴(610)을 통과하게 된다.At this time, the laser beam L having passed through the scan lens 500 has the diameter FA in the focus region as described above, which is larger than the diameter d of the mask pattern 610. The laser beam L converged on the mask 600 through the scan lens 500 passes through the mask pattern 610 while the outer frame is blocked by the mask 600 and only the center portion of the laser beam L passes through the mask pattern 610 . That is, since the diameter FA of the laser beam L converged through the scan lens 500 is larger than the diameter d of the mask pattern 610, the diameter d of the mask pattern 610, And the center portion of the mask pattern 610, which is an inner region of the mask pattern 610, passes through the mask pattern 610.

이와 같이 레이저 빔(L)이 마스크 패턴(610)을 통해 마스크 패턴(610)의 직경 d의 내부 영역인 중심부만 진행하게 되므로, 마스크 패턴(610)을 통과한 레이저 빔(L)은 이후 과정에서 초점 영역 직경 d를 갖는 레이저 빔과 동일한 형태를 나타내게 된다. 이와 같이 마스크 패턴(610)을 통과한 레이저 빔(L)은 프로젝션 렌즈(700)를 통해 투영되어 가공 대상 기판(10)의 가공 지점에 집광 조사된다. 이때, 프로젝션 렌즈(700)는 왜곡 수차가 거의 발생하지 않으므로, 이를 통해 가공 대상 기판(10)에 집광된 레이저 빔(L)은 초점 영역에서 직경 d를 갖는 형태로 형성된다. 따라서, 이러한 레이저 빔(L)에 의해 가공 대상 기판(10)에는 직경 d를 갖는 미세 패턴(11)이 정확하게 형성된다. Since the laser beam L proceeds only through the center of the mask pattern 610, which is the inner region of the diameter d of the mask pattern 610, the laser beam L having passed through the mask pattern 610, And has the same shape as the laser beam having the focus area diameter d. The laser beam L having passed through the mask pattern 610 is projected through the projection lens 700 and focused on the processing point of the substrate 10 to be processed. At this time, since the projection lens 700 hardly generates distortion aberration, the laser beam L focused on the target substrate 10 is formed in a shape having a diameter d in the focus region. Therefore, the fine pattern 11 having the diameter d is accurately formed on the substrate 10 to be processed by the laser beam L.

한편, 도 2에서는 하나의 레이저 빔(L)의 경로에 대해서만 도시되었으나, 전술한 바와 같이 레이저 빔(L)은 회절 광학 소자(200)를 통해 다수개의 레이저 빔(L: L1,L2,L3,...Ln)으로 분기되므로, 다수개로 분기된 각각의 레이저 빔(L1,L2,L3,...Ln) 모두 동일한 방식으로 가공 대상 기판(10)의 가공 지점에 조사된다.2, only the path of one laser beam L is shown. However, as described above, the laser beam L is transmitted through the diffractive optical element 200 to the plurality of laser beams L: L1, L2, L3, ... Ln so that each of the laser beams L1, L2, L3, ..., Ln branched into a plurality of laser beams L1, L2, L3, ... Ln is irradiated to the processing point of the substrate 10 to be processed in the same manner.

즉, 마스크(600)에는 마스크 패턴(610)이 다수개 형성되고, 각각의 레이저 빔(L1,L2,L3,...Ln)이 각각 서로 다른 마스크 패턴(610)을 통과한 후, 프로젝션 렌즈(700)를 통해 가공 대상 기판(10)의 가공 지점에 동시에 집광된다. 이때, 가공 대상 기판(10)의 가공 지점에 집광되는 각각의 레이저 빔(L)은 전술한 바와 같은 원리에 의해 모두 그 직경이 마스크 패턴(610)의 직경 d와 동일한 직경으로 형성된다.That is, a plurality of mask patterns 610 are formed in the mask 600. After the laser beams L1, L2, L3, ..., Ln pass through different mask patterns 610, And is concurrently focused on the processing point of the substrate 10 to be processed through the substrate 700. At this time, the respective laser beams L converged at the processing point of the substrate 10 to be processed are formed to have the same diameter as the diameter d of the mask pattern 610 by the above-described principle.

이때, 마스크(600)의 크기는 가공 대상 기판(10)의 전체 가공 지점을 포함하는 가공 영역(MA)의 면적보다 크거나 같게 형성되고, 마스크 패턴(610)의 형상 및 개수는 가공 대상 기판(10)의 전체 가공 지점에 대한 형상 및 개수와 동일하게 형성되어 마스크(600)와 가공 대상 기판(10)의 상대 이동 없이 가공 대상 기판(10)의 전체 가공 지점을 가공할 수 있도록 구성된다.At this time, the size of the mask 600 is formed to be equal to or larger than the area of the processing area MA including the entire machining point of the substrate 10 to be processed, and the shape and the number of the mask pattern 610 10 so as to be able to process the entire machining point of the substrate 10 without relative movement between the mask 600 and the substrate 10 to be processed.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 가공 대상 기판(10)에 다수개의 미세 패턴(11)을 형성하고자 하는 경우, 다수개의 미세 패턴(11) 형성 지점이 가공 지점인데, 이들을 전체 포함하는 영역을 가공 대상 기판(10)의 가공 영역(MA)이라 할 수 있다. 마스크(600)는 이러한 가공 대상 기판(10)의 가공 영역(MA)보다 더 크거나 같게 형성되고, 가공해야 할 미세 패턴(11)의 개수만큼 각각 대응되게 동일한 개수만큼 마스크 패턴(610)이 형성되며, 각 마스크 패턴(610)의 형상은 가공해야 할 미세 패턴(11)의 형상과 동일하게 형성된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 패턴 정밀 가공 장치는 가공 대상 기판(10)을 이동시키거나 마스크(600)를 이동시킬 필요없이 최초 세팅된 상태에서 가공 대상 기판(10)에 전체 미세 패턴(11)을 가공할 수 있고, 이에 따라 스테이지 이동 등의 작업이 불필요하고 스테이지 이동시 얼라인 작업 등이 불필요하여 작업 공정이 단순해짐은 물론 정밀도가 더욱 향상된다.That is, as shown in FIG. 4, when a plurality of fine patterns 11 are to be formed on the substrate 10 to be processed, a plurality of fine pattern 11 formation points are machining points. It can be said to be the machining area MA of the target substrate 10. The mask 600 is formed to be larger or equal to the machining area MA of the substrate 10 to be processed and the mask patterns 610 are formed by the same number corresponding to the number of the fine patterns 11 to be machined And the shape of each mask pattern 610 is formed to be the same as the shape of the fine pattern 11 to be processed. Therefore, in the fine pattern precision machining apparatus according to an embodiment of the present invention, the entire fine pattern (not shown) is formed on the substrate 10 to be processed in a state where the substrate 10 is initially set without moving the mask substrate 600 or moving the mask 600 (11) can be machined. Accordingly, it is unnecessary to perform an operation such as a stage movement, and the alignment operation is not required at the time of moving the stage, thereby simplifying the work process and improving the accuracy.

특히, 최근에는 가공 대상 기판(10)이 대형화됨에 따라 가공 대상 기판(10)의 이동 없이 가공 대상 기판(10)에 레이저 가공하기 위해서는 가공 대상 기판(10)의 가공 영역(MA) 전체 영역에 레이저 빔을 집광시켜 조사할 수 있도록 스캔 렌즈(500)가 대형화되어야 하는데, 스캔 렌즈(500)가 대형화될수록 스캔 렌즈(500)의 왜곡 수차가 증가하여 정밀도가 더욱 낮아지는 문제가 있다. 이러한 문제로 인해, 현재 레이저 가공 장치로는 대형 가공 대상 기판(10)에 대해 가공 대상 기판(10)의 상대 이동 없이 가공을 완료하지 못하고, 일정 영역씩 분리하여 레이저 가공하고, 하나의 영역에 대한 레이저 가공이 완료될 때마다 가공 대상 기판(10)을 스캔 렌즈(500)에 대해 상대 이동해야 한다.Particularly, in recent years, in order to perform laser processing on the substrate 10 to be processed without moving the substrate 10 as the substrate 10 to be processed becomes larger in size, the entire region of the processing region MA of the substrate 10 to be processed The scan lens 500 needs to be enlarged so that the beam can be focused and irradiated. As the size of the scan lens 500 is increased, the distortion aberration of the scan lens 500 is increased and the accuracy is further lowered. Due to such a problem, in the present laser processing apparatus, the processing can be completed without relative movement of the substrate 10 to be processed with respect to the substrate 10 to be processed on a large scale, The substrate 10 to be processed must be moved relative to the scan lens 500 every time the laser processing is completed.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 패턴 정밀 가공 장치는 전술한 바와 같이 마스크 패턴(610)이 형성된 마스크(600)와 프로젝션 렌즈(700)를 이용하여 스캔 렌즈(500)의 왜곡 수차를 제거한 상태로 가공 대상 기판(10)에 레이저 빔(L)을 집광 조사할 수 있기 때문에, 스캔 렌즈(500)를 가공 대상 기판(10)의 전체 가공 영역(MA)의 크기에 대응하여 크게 확장하더라도 레이저 빔(L)을 정확하게 가공 대상 기판(10)에 집광 조사할 수 있으며, 이에 따라 마스크(600) 또한 가공 대상 기판(10)의 가공 영역(MA)만큼 크게 제작하여 가공 대상 기판(10)의 상대 이동 없이 고정된 상태로 가공 대상 기판(10)의 가공 영역(MA) 전체를 모두 가공 완료할 수 있다. 따라서, 더욱 정확하고 신속한 가공 작업이 가능하다.However, in the fine pattern precision machining apparatus according to the embodiment of the present invention, the distortion aberration of the scan lens 500 is removed by using the mask 600 formed with the mask pattern 610 and the projection lens 700, Even if the scan lens 500 is greatly enlarged corresponding to the size of the entire machining area MA of the substrate 10 to be processed because the laser beam L can be focused on the substrate 10 to be processed with the laser beam L, The mask 600 can be made as large as the machining area MA of the substrate 10 to be processed so that the relative position of the substrate 10 to be processed 10 The entire machining area MA of the substrate 10 to be processed can be completely processed without being moved. Therefore, a more accurate and rapid machining operation is possible.

한편, 회절 광학 소자(200)에 의해 분기되는 다수개의 레이저 빔(L)의 개수가 마스크 패턴(610)의 개수보다 작게 형성되고, 각각의 레이저 빔(L)은 스캐너(400)에 의해 조사 각도가 조절되어 다수개의 마스크 패턴(610) 중 서로 다른 일부를 각각 순차적으로 통과하며 가공 대상 기판(10)의 서로 다른 가공 지점에 동시에 조사되도록 구성될 수 있다. 이때, 가공 대상 기판(10)에 동시에 조사되는 각각의 레이저 빔(L) 사이의 간격은 마스크 패턴(610) 사이 간격보다 더 크게 형성된다.On the other hand, the number of the laser beams L branched by the diffraction optical element 200 is smaller than the number of the mask patterns 610, and each laser beam L is scanned by the scanner 400 May be configured to sequentially pass through different portions of the plurality of mask patterns 610 and be simultaneously irradiated to different processing points of the substrate 10 to be processed. At this time, the interval between the laser beams L irradiated to the substrate 10 to be processed simultaneously is larger than the interval between the mask patterns 610.

예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이 마스크(600)에 마스크 패턴(610)이 9개 형성되는 경우, 각각의 마스크 패턴(610)을 레이저 빔(L)이 통과하여 프로젝션 렌즈(700)를 통해 가공 대상 기판(10)에 조사되면, 가공 대상 기판(10)에는 마스크 패턴(610)에 대응하여 9개의 미세 패턴(11)이 형성된다. 이때, 회절 광학 소자(200)에 의해 분기된 다수개의 레이저 빔(L1,L2,L3)의 개수가 3개로 형성된 경우, 각각의 레이저 빔(L1,L2,L3)은 스캐너(400)에 의해 조사 각도가 조절되며, 도 3에 도시된 방향을 기준으로 좌측에서 우측 방향으로 마스크 패턴(610)을 순차적으로 통과한다.For example, when nine mask patterns 610 are formed on the mask 600 as shown in FIG. 3, the laser beams L pass through the respective mask patterns 610 to project the projection lens 700 Nine fine patterns 11 are formed on the substrate 10 to be processed corresponding to the mask pattern 610. As a result, At this time, when the number of the laser beams L1, L2, and L3 branched by the diffraction optical element 200 is three, the laser beams L1, L2, and L3 are scanned by the scanner 400 And the mask pattern 610 is sequentially passed from the left side to the right side with reference to the direction shown in Fig.

즉, 3개의 레이저 빔(L1,L2,L3)은 스캐너(400)에 의해 조사 각도 조절되며 각각 3개씩의 마스크 패턴(610)을 순차적으로 통과하고, 이에 따라 가공 대상 기판(10)에 동시에 3개씩의 미세 패턴(11)을 순차적으로 형성시킨다.That is, the three laser beams L1, L2 and L3 are controlled by the scanner 400 to sequentially pass through the three mask patterns 610, The fine patterns 11 are sequentially formed.

이러한 구조를 통해 가공 대상 기판(10)에 동시에 가공되는 가공 지점 사이의 간격이 일정 거리 이상 유지되므로, 다수개의 레이저 빔(L)을 동시에 조사하여 가공 대상 기판(10)을 가공하더라도 가공 대상 기판(10)의 열 손상이 방지된다.Since the distance between the machining points simultaneously processed on the target substrate 10 is maintained over a certain distance through such a structure, even if a plurality of laser beams L are irradiated simultaneously to process the target substrate 10, 10 are prevented from being damaged.

한편, 마스크(600)에 형성되는 다수개의 마스크 패턴(610)은 가공 대상 기판(10)의 가공 지점과 대응되는 위치에 형성되며, 프로젝션 렌즈(700)는 1:1 투영 배율을 갖도록 형성될 수 있다. 물론, 프로젝션 렌즈(700)는 가공 용이성을 위해 1:2, 1:3 등의 다양한 투영 배율로 설정될 수도 있고, 1:0.5 등의 투영 배율 등 다양하게 설정될 수 있다.A plurality of mask patterns 610 formed on the mask 600 are formed at positions corresponding to processing points of the substrate 10 to be processed and the projection lens 700 may be formed to have a 1: have. Of course, the projection lens 700 may be set at various projection magnifications such as 1: 2, 1: 3, etc. for ease of processing, and may be set to various values such as a projection magnification of 1: 0.5 or the like.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

10: 기판 11: 미세 패턴
100: 레이저 발생부
200: 회절 광학 소자
300: 릴레이 렌즈
400: 스캐너
500: 스캔 렌즈
600: 마스크 610: 마스크 패턴
700: 프로젝션 렌즈10: substrate 11: fine pattern
100: laser generator
200: diffractive optical element
300: relay lens
400: Scanner
500: scan lens
600: mask 610: mask pattern
700: projection lens

Claims (7)

레이저 빔을 발생시키는 레이저 발생부;
상기 레이저 발생부에 의해 발생된 레이저 빔을 반사하여 레이저 빔의 조사 방향을 조절하는 스캐너;
상기 스캐너에 의해 반사된 레이저 빔이 통과하도록 배치되어 레이저 빔을 집광시키는 스캔 렌즈; 및
상기 스캔 렌즈에 의해 집광된 레이저 빔이 통과하도록 배치되며, 집광된 레이저 빔의 외곽부를 차단하고 중심부만 통과하도록 마스크 패턴이 형성되는 마스크; 및
상기 마스크의 마스크 패턴을 통과한 레이저 빔을 가공 대상 기판의 가공 지점에 투영시켜 조사하는 프로젝션 렌즈
를 포함하고, 상기 프로젝션 렌즈를 통해 조사되는 레이저 빔을 통해 상기 가공 대상 기판의 가공 지점을 가공하는 것을 특징으로 하는 미세 패턴 정밀 가공 장치.
A laser generator for generating a laser beam;
A scanner that reflects the laser beam generated by the laser generation unit and adjusts the irradiation direction of the laser beam;
A scan lens disposed so as to pass the laser beam reflected by the scanner to condense the laser beam; And
A mask disposed so as to pass the laser beam condensed by the scan lens, the mask pattern being formed so as to cut off the outer portion of the condensed laser beam and pass through only the center portion; And
A projection lens for projecting a laser beam having passed through the mask pattern of the mask onto a processing point of the substrate to be processed,
And a processing point of the substrate to be processed is processed through a laser beam irradiated through the projection lens.
제 1 항에 있어서,
상기 마스크는 레이저 빔이 집광되는 상기 스캔 렌즈의 초점 거리 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 미세 패턴 정밀 가공 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the mask is disposed at a focal length position of the scan lens at which the laser beam is condensed.
제 2 항에 있어서,
상기 마스크에는 상기 마스크 패턴이 다수개 형성되고,
상기 레이저 발생부에 의해 발생된 레이저 빔은 별도의 회절 광학 소자를 통과하여 다수개의 레이저 빔으로 형성되고, 다수개의 레이저 빔이 각각 상기 스캐너에 의해 반사되어 상기 스캔 렌즈를 통과하고, 각각 상기 마스크 패턴을 통과하여 상기 프로젝션 렌즈를 통해 상기 가공 대상 기판에 동시에 조사되는 것을 특징으로 하는 미세 패턴 정밀 가공 장치.
3. The method of claim 2,
A plurality of mask patterns are formed on the mask,
The laser beam generated by the laser generation unit passes through a separate diffractive optical element and is formed into a plurality of laser beams. A plurality of laser beams are respectively reflected by the scanner and passed through the scan lens, Is irradiated onto the substrate to be processed simultaneously through the projection lens.
제 3 항에 있어서,
상기 마스크의 크기는 상기 가공 대상 기판의 전체 가공 지점을 포함하는 가공 영역의 면적보다 크거나 같게 형성되고,
상기 마스크 패턴의 개수는 상기 가공 대상 기판의 전체 가공 지점의 개수와 동일하게 형성되어 상기 마스크와 가공 대상 기판의 상대 이동 없이 가공 대상 기판의 전체 가공 지점을 가공할 수 있는 것을 특징으로 하는 미세 패턴 정밀 가공 장치.
The method of claim 3,
The size of the mask is formed to be equal to or larger than the area of the processing area including the entire machining point of the substrate to be processed,
Wherein the number of the mask patterns is formed to be equal to the number of all processing points of the substrate to be processed so that the entire machining point of the substrate can be processed without relative movement between the mask and the substrate. Processing equipment.
제 4 항에 있어서,
다수개의 상기 레이저 빔의 개수는 상기 마스크 패턴의 개수보다 작게 형성되고,
각각의 상기 레이저 빔은 상기 스캐너에 의해 조사 각도가 조절되어 다수개의 상기 마스크 패턴 중 서로 다른 일부를 각각 순차적으로 통과하며 상기 가공 대상 기판의 서로 다른 가공 지점에 동시에 조사되는 것을 특징으로 하는 미세 패턴 정밀 가공 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the number of the plurality of laser beams is smaller than the number of the mask patterns,
Characterized in that each of the laser beams is irradiated to different processing points of the substrate to be processed at the same time, sequentially passing through different parts of the plurality of mask patterns by controlling the irradiation angle by the scanner Processing equipment.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마스크 패턴은 상기 가공 대상 기판의 가공 지점과 대응되는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 미세 패턴 정밀 가공 장치.
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the mask pattern is formed at a position corresponding to a machining point of the substrate to be processed.
제 6 항에 있어서,
상기 프로젝션 렌즈는 1:n 투영 배율을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 미세 패턴 정밀 가공 장치.

The method according to claim 6,
Wherein the projection lens is formed to have a 1: n projection magnification.

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09167731A (en) * 1995-12-14 1997-06-24 Mitsubishi Electric Corp Projection aligner, mask pattern for evaluating aberration, method for evaluating aberration, filter for removing aberration and production of semiconductor device
KR20070078702A (en) 2006-01-27 2007-08-01 세이코 엡슨 가부시키가이샤 Method and apparatus for manufacturing microstructure and device manufactured thereby
KR20130121413A (en) * 2012-04-27 2013-11-06 (주)하드램 Calibration system for laser beam scanner
KR20160091116A (en) * 2015-01-23 2016-08-02 무진전자 주식회사 Exposure apparatus
KR20170029917A (en) * 2015-09-08 2017-03-16 주식회사 필옵틱스 Exposure apparatus using UV LED light

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09167731A (en) * 1995-12-14 1997-06-24 Mitsubishi Electric Corp Projection aligner, mask pattern for evaluating aberration, method for evaluating aberration, filter for removing aberration and production of semiconductor device
KR100257576B1 (en) * 1995-12-14 2000-06-01 다니구찌 이찌로오 Projection aligner, aberration estimation mask pattern, abberation quantity estimation method, aberration elimination filter and semiconductor
KR20070078702A (en) 2006-01-27 2007-08-01 세이코 엡슨 가부시키가이샤 Method and apparatus for manufacturing microstructure and device manufactured thereby
KR20130121413A (en) * 2012-04-27 2013-11-06 (주)하드램 Calibration system for laser beam scanner
KR20160091116A (en) * 2015-01-23 2016-08-02 무진전자 주식회사 Exposure apparatus
KR20170029917A (en) * 2015-09-08 2017-03-16 주식회사 필옵틱스 Exposure apparatus using UV LED light

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