KR100686806B1 - Method of pattern exposure for substrate using laser scanner - Google Patents

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Abstract

A method of pattern exposure for a substrate using a laser scanner is provided to increase a processing speed and reduce a position error of a pattern in an exposure system using a scanning optic system. A laser generation unit generates laser pulses and irradiates the laser pulses to a galvanometer(40). The galvanometer reflects the laser pulses to a substrate(60) by operating a scan mirror thereof. A plurality of partial patterns are formed on a predetermined section on the substrate by reflecting the laser pulses to the substrate. The laser generator adjusts a time interval between the laser pulses in order to adjust a position between the partial patterns.

Description

레이저 스캐너를 이용한 기판 패턴 노광 방법{Method of pattern exposure for substrate using laser scanner}Method of pattern exposure for substrate using laser scanner

도1은 레이저 스캐너의 기본 구성 일부를 설명하는 구성도,1 is a configuration diagram illustrating a part of a basic configuration of a laser scanner;

도2는 본 발명의 일 실시예인 레이저 스캐너에서 기판 연속 가공을 하면서 레이저 발생기에 펄스 간격 제어 신호가 투입됨을 설명하기 위한 구성도,2 is a configuration diagram for explaining the pulse interval control signal is input to the laser generator while the substrate continuous processing in the laser scanner according to an embodiment of the present invention,

도3은 본 발명의 다른 실시예인 레이저 스캐너에서 스테이지 동기 신호와 스캐너 제어 주기 시작 불일치에 의한 기판 이동 방향 오차를 보정하는 과정을 설명하기 위한 구성도이다.FIG. 3 is a block diagram illustrating a process of correcting a substrate movement direction error due to a mismatch between a stage synchronizing signal and a scanner control cycle start in a laser scanner according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 레이저를 이용한 표시장치 패터닝 공정에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저 스캐너를 이용하여 표시장치의 기판 전면에 패턴 노광을 실시하는 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device patterning process using a laser, and more particularly, to a method of performing pattern exposure on the entire surface of a substrate of a display device using a laser scanner.

표시장치의 패널을 형성하는 기판에 도전 패턴이나 형광체막을 형성하기 위해서는 인쇄나 포토리소그래피(노광법)를 통상 이용하게 된다. 현재 표시장치의 화 면 대형화 추세가 계속되고, 특히 PDP(플라즈마 디스플레이 판넬) 등은 대형 화면을 지향하는 것이다. 더욱이, 최근의 평판디스플레이 제품에 사용되는 기판의 생산성과 원가절감을 위하여 하나의 원판에서 여러 장의 기판을 만드는 공법인 다면취 공법이 개발되고 있다.In order to form a conductive pattern and a phosphor film on a substrate for forming a panel of a display device, printing or photolithography (exposure method) is usually used. The trend of larger screens for display devices continues, and in particular, PDPs (plasma display panels) are aiming for large screens. In addition, in recent years, a multi-faceted method, which is a method of making several substrates from a single plate, has been developed for productivity and cost reduction of a substrate used in a flat panel display product.

따라서, 화면 대형화와 다면취 공법의 무리없는 적용을 위하여 대형 기판에 패턴을 정확하고 효율적으로 노광할 수 있는 방법이 요구되고 있다. 포토리소그래피를 이용하여 표시장치에 패턴을 형성할 때 한 번의 노광으로 대형 화면 전체를 커버하는 것은 어려워지므로 기판을 영역별로 분할하여 스탭퍼 방식으로 노광을 실시하는 방법이 제안, 사용될 수 있다. 그러나 스탭퍼 방식은 이동과 정지를 반복하므로 대형 화면 기판을 처리함에 있어서 시간 효율이 떨어지는 문제가 있다. Therefore, there is a demand for a method capable of accurately and efficiently exposing a pattern on a large substrate for screen enlargement and a multi-faceted method. When forming a pattern on the display device using photolithography, it is difficult to cover the entire large screen with one exposure, so that a method of dividing the substrate into regions and performing exposure by a stepper method may be proposed and used. However, since the stepper method repeats movement and stoppage, there is a problem that time efficiency is inferior in processing a large screen substrate.

따라서, 기판을 스테이지에서 일 축방향으로 이동시키면서 갈바노미터를 이용하여 타 축방향 혹은 일축 및 타축 방향으로 스캐닝하여 반복 패턴을 형성하는 스캐너 방식이 많이 사용되고 있다. 또한, 자외선 램프를 이용한 기존의 노광장치를 대신할 수 있는 레이저를 이용하는 패턴 형성 장치의 개발이 이루어지고 있다.Accordingly, a scanner method of forming a repeating pattern by scanning a substrate in one axis direction or one axis and another axis direction by using a galvanometer while moving the substrate in one axis direction is widely used. In addition, the development of a pattern forming apparatus using a laser that can replace the existing exposure apparatus using an ultraviolet lamp has been made.

갈바노 미터(galvanometer)를 가지는 스캐너(scanner)를 이용해 주사 광학계를 구성하고 가공대상물이 일정한 속도로 이동하게 하여 레이저로 연속적으로 가공을 하는 구조는 레이저를 이용해 가공 혹은 노광을 하는 여러 장치에서 이미 일반적으로 이용되는 구조이다. 그러나, 기판이 대형화되면서 공정 효율을 높이기 위해 공정에 요구되는 가공 속도가 점차 증가하게 된다. 따라서, 광학계의 수차에 의한 왜곡, 대상물 이동 스테이지(stage)와 주사 광학계의 동기화 문제 등에 의한 오차 가 점점 크게 나타나게 된다. 이런 오차는 결국 레이저 스캐너를 통한 패턴의 고정밀 가공을 어렵게 만드는 문제가 있다. The construction of a scanning optical system using a scanner with a galvanometer and continuous processing with a laser by moving a workpiece at a constant speed is already common in many devices that process or expose using a laser. This is the structure used. However, as the substrate becomes larger, the processing speed required for the process is gradually increased to increase the process efficiency. Therefore, errors due to distortion caused by the aberration of the optical system, synchronization problems of the object moving stage and the scanning optical system, and the like appear gradually. This error, in turn, makes it difficult to make high-precision processing of patterns through laser scanners.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 기존 레이저 스캐너의 성능 개선을 하지 않고도 기판의 이동 속도, 즉, 요구되는 가공의 속도가 빨라짐에 따라 나타나는 오차를 줄일 수 있는 레이저 스캐너를 이용한 기판 패턴 노광 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve the above-described problems, substrate pattern exposure using a laser scanner that can reduce the error appearing as the moving speed of the substrate, that is, the required processing speed is increased without improving the performance of the existing laser scanner It is an object to provide a method.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 기판 패턴 노광 방법은 가공 대상 기판을 일 축방향으로 일정 속도로 이동시키면서, 복수의 레이저 펄스를 조사하여 갈바노미터의 스캔 미로를 움직이면서 레이저 펄스를 스캔 미로를 통해 반사시켜 기판에 적어도 일정 구간에 해당하는 패턴을 형성하는 레이저 스캐너를 이용한 기판 패턴 노광 방법에 있어서, 복수의 레이저 펄스 사이의 시간 또는 레이저 펄스의 주기를 조절하여 상기 기판에 조사되는 레이저 패턴의 위치를 조절하는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention for achieving the above object, the substrate pattern exposure method while moving the substrate to be processed at a constant speed in one axial direction, while irradiating a plurality of laser pulses while moving the scan maze of the galvanometer laser pulse In the substrate pattern exposure method using a laser scanner to form a pattern corresponding to at least a predetermined period on the substrate by reflecting through a scan maze, the substrate is irradiated to the substrate by adjusting the time or the period of the laser pulse between the plurality of laser pulses It is characterized by adjusting the position of the laser pattern.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판 패턴 노광 방법은, 기판 패턴 노광 방법은 가공 대상 기판을 일 축방향으로 일정 속도로 이동시키면서, 복수의 레이저 펄스를 조사하여 갈바노미터의 스캔 미로를 움직이면서 레이저 펄스를 스캔 미로를 통해 반사시켜 기판에 적어도 일정 구간에 해당하는 패 턴을 형성하는 레이저 스캐너를 이용한 기판 패턴 노광 방법에 있어서, 레이저 스캐너의 스테이지 동기 신호의 시작점과 스캐너의 제어 시작점의 시간 차이를 검출하는 단계, 상기 검출된 시간 차를 통해 위치 오차를 계산하는 단계, 상기 스캐너의 갈바노 미터의 기판 이동축 방향 미로의 속도를 변화시켜 위치 보정을 실시하는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention for achieving the above object, the substrate pattern exposure method, the substrate pattern exposure method by irradiating a plurality of laser pulses while moving the substrate to be processed at a constant speed in one axial direction of the galvanometer A substrate pattern exposure method using a laser scanner that forms a pattern corresponding to at least a predetermined period on a substrate by reflecting a laser pulse through the scan labyrinth while moving the scan maze, the starting point of the stage synchronization signal of the laser scanner and the starting point of control of the scanner Detecting a time difference of the step; calculating a position error based on the detected time difference; and performing a position correction by varying the speed of the labyrinth direction of the substrate moving axis of the galvanometer of the scanner. It features.

본 발명 방법에서 갈바노 미터의 위치 보정을 실시하는 단계는 갈바노 미터 미로가 움직이기 시작하여 레이저 펄스가 조사되기까지의 초기 가속 구간 내에 반영시키면 첫 레이저 펄스 샷부터 정확한 위치에서 노광이 이루어질 수 있으므로 바람직하다. In the method of the present invention, the step of correcting the position of the galvanometer is reflected in the initial acceleration period until the galvanometer maze starts to move and the laser pulse is irradiated, so that the exposure can be performed at the correct position from the first laser pulse shot. desirable.

이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

레이저를 이용해 특정한 패턴을 일정한 간격으로 반복 가공하고자 하는 경우 도1에 도시된 것과 같이 레이저 발생기(10)에서 레이저 펄스나 레이저 빔을 조명 광학계(20)와 노광 마스크 혹은 패턴 마스크(30)를 통과시킨 뒤, 이를 갈바노 스캐너(galvanometer scanner) 혹은 갈바노 미터(40)를 이용해 방향을 바꾸어 주고, 이를 다시 결상 광학계(50)를 통해 스테이지에 있는 기판(60) 가공면 혹은 노광면에 결상시키는 방법을 사용한다. 특별히 패턴 모양이 필요하지 않은 경우 노광 마스크(mask) 없이 원형 통로를 사용하기도 한다. 기판과 같은 가공 대상물이 대면적인 경우 기판(60)을 스테이지에 얹어서 가공물 위를 입체를 이루는 각 축 방향으로 움직일 수 있도록 구성한다. 갈바노 스캐너에서 레이저를 반사시키는 미로는 양 축방 향으로 조절이 가능한 하나의 미로(42) 혹은 각 축방향으로 각각 조절되는 두 개의 미로를 이용하여 이뤄질 수 있다. 이들 두 방식은 서로 대체적으로 사용될 수 있다. 여기서는 예시적으로 각 축방향으로 하나씩 두 개의 축방향 미로가 사용되는 것으로 한다. When a specific pattern is to be repeatedly processed at regular intervals using a laser, as shown in FIG. 1, a laser pulse or a laser beam is passed through the illumination optical system 20 and the exposure mask or the pattern mask 30 in the laser generator 10. Afterwards, a galvanometer scanner or a galvanometer 40 is used to change the direction, and then the image is imaged on the processed surface or the exposure surface of the substrate 60 on the stage through the imaging optical system 50. use. If a pattern shape is not particularly required, a circular passage may be used without an exposure mask. When a processing object such as a substrate is a large area, the substrate 60 is mounted on a stage so as to be movable on the workpiece in each axial direction forming a three-dimensional shape. The maze reflecting the laser in the galvano scanner can be achieved using one labyrinth 42 which can be adjusted in both axial directions or two labyrinths which are adjusted in each axial direction. These two approaches can be used interchangeably with each other. Here, for example, two axial mazes are used, one in each axial direction.

노광이 이루어질 때에는 스캐너의 두 축방향 미로 가운데 한 개가 주된 스캔 미로가 되고, 가공물을 이동시키는 스테이지는 이 주된 스캔 방향에 수직한 방향으로 움직이게 되어 연속적인 가공이 일어나게 된다. 이때, 갈바노 스캐너의 보조 스캔 방향, 즉, 기판의 이동 방향으로 레이저 펄스 반사를 조절할 수 있는 축을 담당하는 보조 스캔 미로를 기판의 이동 속도를 고려하여 같은 방향으로 일정 속도로 움직이면서 노광이 이루어지도록 하면 기판의 이동에도 불구하고 주된 스캔 방향으로 나란한 패턴을 얻을 수 있다. When exposure occurs, one of the two axial labyrinths of the scanner becomes the main scan maze, and the stage for moving the workpiece moves in a direction perpendicular to the main scanning direction, so that continuous processing occurs. In this case, when the exposure is performed while the auxiliary scan maze that is in charge of the auxiliary scan direction of the galvano scanner, that is, the axis capable of adjusting the laser pulse reflection in the moving direction of the substrate, moves at a constant speed in the same direction in consideration of the moving speed of the substrate. Despite the movement of the substrate, parallel patterns can be obtained in the main scan direction.

대개 한 번의 동작 신호에 대해 주된 스캔 축 방향 미로는 가령 좌에서 우로 다음 동작 신호에서는 우에서 좌로 번갈아 움직이게 되며, 보조 스캔 축 방향 미로는 스테이지의 기판(60) 이동 방향으로 가령, 하에서 상으로 이동하고, 다시 초기 위치인 하로 빠르게 돌아온 뒤 하에서 상으로 이동한다. 또한, 대개 한 번의 동작 신호에 대해 복수의 레이저 펄스가 발생하여 주된 축방향으로 일정 구간 복수의 반복 패턴 노광이 이루어진다. 레이저 펄스 이미지는 기판(60)에서 주된 스캔 축 방향으로 나란히 형성되나 갈바노 미터(40)의 두 미로에 의한 영상은 고정된 스테이지 기준으로 대각선 방향으로 형성된다. 미로의 초기 가속 구간에서는 펄스가 발생하지 않아 초기 위치를 잡을 때까지 패턴 노광은 이루어지지 않게 된다.Usually, the main scan axis maze shifts from left to right for one motion signal alternately from right to left for the next motion signal, and the secondary scan axis labyrinth moves up and down in the direction of substrate 60 movement of the stage, , Quickly return to the initial position down and then move up to the bottom. In addition, a plurality of laser pulses are usually generated for one operation signal, and a plurality of repeated pattern exposures are performed for a predetermined period in the main axial direction. The laser pulse image is formed side by side in the main scan axis direction on the substrate 60, but the image by the two mazes of the galvanometer 40 is formed in a diagonal direction on a fixed stage basis. In the initial acceleration section of the maze, no pulse is generated so that the pattern is not exposed until the initial position is obtained.

이런 가공을 위해 스테이지의 이동에 따라 일정 시간 간격의 펄스가 발생하고, 갈바노 스캐너의 미로 구동 모터와 레이저 발생기(10)에는 제어 회로 보드(70)에서 동기화된 신호가 투입될 수 있다. For this processing, pulses of a predetermined time interval are generated according to the movement of the stage, and a signal synchronized in the control circuit board 70 may be input to the maze driving motor and the laser generator 10 of the galvano scanner.

이와 같은 구성에서 노광 공정의 정밀도를 높이기 위해 통상적으로는 갈바노 스캐너와 스테이지 구동의 정밀도를 높이는 방법이 사용되어야 한다. 그리고, 스캐너와 스테이지의 정밀도를 높이는 것 외에 노광 공정의 정밀도 향상을 위해 2가지 기술이 사용된다. In such a configuration, in order to increase the accuracy of the exposure process, a method of increasing the precision of the galvano scanner and the stage driving should be generally used. In addition to increasing the accuracy of the scanner and the stage, two techniques are used to improve the accuracy of the exposure process.

첫째는, 스캐너 전체에 사용되는 스캔 렌즈의 수차를 보정하기 위해 갈바노 미터(40)의 스캔 각속도를 바꾸어 주는 것이다. 고도의 위치 정밀도를 요하는 경우 스캔 렌즈의 수차나 광학 정렬(align)의 오차 등에 의해 영상 영역(imagee field)에서 일어나는 위치 오차를 보상하여야 한다. 일반적으로 영상 영역의 왜곡을 측정하여 수학적으로 모델을 설정하고, 스캐너의 움직임을 제어할 때 기존에 측정된 왜곡을 보상하도록 하는 방법을 이용한다. 여기서 모델링 방법으로는 측정 자료를 통계적으로 분석하는 것에 의해 충분히 높은 정밀도로 모델을 얻을 수 있는 주지의 기술이 사용될 수 있다. 따라서, 고속 화상 스캔(raster scan)의 경우에는 결과적으로 갈바노 미터(40)의 미로의 각속도가 일정하지 않고 변하게 되는 결과를 가져온다. The first is to change the scan angular velocity of the galvanometer 40 to correct the aberration of the scan lens used throughout the scanner. If a high positional accuracy is required, the positional error occurring in the image field should be compensated for by the aberration of the scanning lens or the error of the optical alignment. In general, a method of mathematically setting a model by measuring distortion of an image area and compensating for a previously measured distortion when controlling a movement of a scanner is used. As a modeling method, a well-known technique that can obtain a model with sufficiently high precision by statistically analyzing the measurement data can be used. Therefore, in the case of a high speed raster scan, the result is that the angular velocity of the labyrinth of the galvanometer 40 is not constant but changes.

둘째는, 스테이지와 스캐너의 운동을 동기화하기 위한 것이다. 스테이지가 일정한 속도로 움직이는 등속 운동을 시작한 후 일정한 거리를 지날 때마다 신호를 내주게 되며 스캐너는 이 신호를 받아 1회의 가공(노광 동작)을 수행한다. 이와 같 은 구성을 통해 패턴의 수직방향 오차가 누적되지 않고 약간의 스테이지의 속도로 인한 영향도 보상할 수 있게 된다.The second is to synchronize the movement of the stage and the scanner. After the stage starts moving at a constant speed, it generates a signal every time it passes a certain distance, and the scanner receives this signal and performs one process (exposure operation). With this configuration, the vertical error of the pattern does not accumulate, and it is possible to compensate for the influence due to the speed of the stage.

이상과 같은 정밀도 보상 방법에 있어서 가공 속도, 즉, 기판(60)의 이동 속도가 증가함에 따라 다음과 같은 원인에 의해 정밀도가 저하될 수 있다. In the precision compensation method as described above, as the processing speed, that is, the moving speed of the substrate 60 increases, the precision may decrease due to the following causes.

먼저, 스캐너 속도를 통해 수차 왜곡을 보상하는 경우, 갈바노 미터(40)의 미로가 등속 각운동을 하지 못하고 시간에 따라 복잡한 속도 궤적(trajectory)을 따르게 된다. 가공 속도가 빨라지면 미로를 구동하는 모터의 반응이 충분히 신속하게 이루어질 수 없게 된다. 따라서, 미로 구동에서 수차 왜곡 보상을 위한 속도 궤적을 따르는 추종 성능이 나빠지고 결과적으로 패턴이 형성되는 위치에 오차가 증가하게 된다. First, when compensating aberration distortion through the scanner speed, the labyrinth of the galvanometer 40 cannot follow the constant velocity angular motion and follows a complicated speed trajectory with time. If the processing speed is high, the reaction of the motor driving the maze cannot be made quickly enough. Therefore, the tracking performance along the speed trajectory for the aberration distortion compensation in the maze driving becomes worse, and as a result, the error increases at the position where the pattern is formed.

다음으로, 스테이지와 갈바노 미터(40)의 동기화 문제를 보면, 갈바노 미터의 제어 회로 보드(70)가 일정한 주기로 스테이지에서 나오는 신호를 관찰(monitoring)하다가 신호가 잡히면 가공을 하게 된다. 따라서, 주된 스캔 방향에 수직 방향 오차의 경우 스캔 제어기의 제어 주기와 스테이지 속도의 곱에 해당하는 만큼의 위치 오차를 최대 오차로서 갖게 된다. 즉, 스테이지의 신호가 발생된 시점부터 스캐너가 반응하기까지의 시간이 가장 긴 경우는 스캔 제어기의 제어 주기와 같게 되며 이 시간 동안 스테이지가 진행하게 되므로 그 곱한 것만큼의 거리가 위치 오차가 된다. Next, in the synchronization problem between the stage and the galvanometer 40, the control circuit board 70 of the galvanometer measures the signal coming out of the stage at regular intervals, and when the signal is detected, the processing is performed. Therefore, in the case of the vertical direction error in the main scan direction, the position error corresponding to the product of the control period of the scan controller and the stage speed is the maximum error. In other words, the longest time from when the stage signal is generated until the scanner responds is the same as the control period of the scan controller, and the stage progresses during this time, so the distance multiplied by the distance becomes a position error.

본 발명에서는 이러한 고속 가공시 패턴의 형성 위치 정밀도가 떨어지는 두 가지 문제를 회피하고, 고속 가공시에도 패턴 형성 위치의 정밀도를 유지할 수 있 는 방법을 제시한다. The present invention provides a method of avoiding two problems in which the precision of the position of pattern formation at the high speed machining is inferior, and maintaining the precision of the pattern formation position even at the high speed machining.

본 발명 방법의 제1 측면에 따르면, 왜곡 수차 보정을 위해, 스캐너의 갈바노 미터(40) 미로의 회전 각속도를 바꾸어서 한 동작 중에 형성되는 복수 패턴의 간격을 일정하게 유지하는 방법과 달리, 노광이 이루어지는 동작 중의 레이저 펄스의 발생 간격을 조절하여 수차를 보정한다. 본 방법에서 갈바노 미터(40)의 미로 각속도는 일정하게 유지하거나, 일정한 변화를 주는 것 모두 가능하다. According to the first aspect of the method, in order to correct distortion aberration, unlike the method of changing the rotational angular velocity of the labyrinth of the galvanometer 40 of the scanner to maintain a constant interval of a plurality of patterns formed during one operation, exposure is The aberration is corrected by adjusting the generation interval of the laser pulse during the operation. In this method, the maze angular velocity of the galvanometer 40 can be kept constant or given a constant change.

즉, 주된 스캔 방향에서의 위치 오차를 보상하기 위해 갈바노 미터(40) 미로의 움직임으로 보상하는 것과 상관없이 도2이 화살표와 같이 레이저 스캐너 내의 갈바노 미터의 제어 회로 보드(70)에서 레이저 발생기(100)에도 펄스 발생 신호(trigger signal)사이의 간격을 바꾸어 레이저 펄스 주기를 변화시키면서 보상하는 방법을 도입한다는 것이다. That is, irrespective of compensation by the movement of the galvanometer 40 maze to compensate for the positional error in the main scan direction, the laser generator in the control circuit board 70 of the galvanometer in the laser scanner as shown in FIG. The method of compensating the laser pulse period by changing the interval between the pulse generating signals (trigger signal) is also introduced in the (100).

이런 방법을 이용하는 경우 갈바노 미터(40)의 미로가 항상 등속 각운동을 하도록 하면, 즉, 스캔 속도가 일정하면, 높은 속도에서도 정밀한 추종 성능을 보이게 된다. 한편, 주사 광학계(20)의 렌즈의 수차가 큰 경우에는 한 번의 노광 동작 내에서 갈바노 미터(40) 미로의 스캔 속도를 조절하면서 레이저 펄스의 주기 변화 폭을 작게 가져갈 수 있다. 이런 경우에는 미로의 동작을 시간에 따른 속도 추종 성능이 유지되는 범위 내에서 변화시키면서 비교적 작은 폭에서 레이저 펄스 발생 주기를 변화시킬 수 있게 된다. 따라서, 레이저 펄스의 주기 변화가 심하게 되어 특히 고체 레이저나 가스 레이저에서 레이저 파워의 불안정이 초래되는 것을 방지할 수 있게 된다. When using this method, the labyrinth of the galvanometer 40 always performs constant velocity angular motion, that is, if the scan speed is constant, precise tracking performance is shown even at high speed. On the other hand, when the aberration of the lens of the scanning optical system 20 is large, the period variation range of the laser pulse can be kept small while adjusting the scan speed of the galvanometer 40 maze within one exposure operation. In this case, it is possible to change the laser pulse generation period in a relatively small width while changing the maze operation within the range that the speed tracking performance is maintained over time. Therefore, the period change of the laser pulse becomes severe, and it is possible to prevent the instability of the laser power, especially in a solid state laser or a gas laser.

본 발명 방법의 제2 측면에 따르면, 먼저, 스테이지의 신호로부터 스캐너의 동작까지 걸리는 시간에 의해 발생되는 오차를 보상하기 위해 스테이지에서 신호가 발생된 후부터, 스캐너가 반응할 때까지의 시간을 측정한다. 그리고, 이 시간에 해당하는 위치 오차를 계산하고, 이 오차를 보상할 수 있도록 미로의 초기 가속을 높이도록 스캐너의 갈바노 미터에 입력시킨다. 갈바노 미터에서는 이를 스테이지 방향으로 움직이는 미로의 움직임을 조절한다. According to a second aspect of the method of the present invention, first, after the signal is generated at the stage to compensate for an error caused by the time taken from the signal of the stage to the operation of the scanner, the time from the signal to the reaction of the stage is measured. . Then, the position error corresponding to this time is calculated and input to the galvanometer of the scanner to increase the initial acceleration of the maze to compensate for this error. The galvanometer controls the movement of the maze to move it toward the stage.

상세한 설명을 위해 주된 스캔 축을 x, 이에 수직한 보조 스캔 축을 y라 하자. 가공물인 기판을 이동시키는 스테이지는 y방향으로 운동하게 된다. 이 경우, x축 방향 스캔 미로는 y축 방향 스캔 미로에 비해 상대적으로 매우 빠른 속도로 운동하고 y축 방향 스캔 미로는 스테이지와 같은 속도로 이동하게 된다. 스테이지에서 동기 신호가 나온 후 x축 방향 스캔 미로는 가속을 시작하고 등속 구간에 이르면 레이저 펄스를 발사하여 가공이 이루어진다. For the sake of clarity, let x be the main scan axis and y the minor scan axis perpendicular to it. The stage for moving the substrate as the workpiece moves in the y direction. In this case, the x-axis scan maze moves at a relatively very high speed compared to the y-axis scan maze and the y-axis scan maze moves at the same speed as the stage. After the synchronous signal comes out of the stage, the scan maze starts to accelerate, and when the constant velocity section is reached, the laser pulse is emitted to process.

이 때, 스테이지 신호로부터 스캐너 반응까지의 시간 차이에 따라 계산된 위치 오차를 y축 스캔 미로의 위치명령에 반영하게 되며 이때 반영되는 오차 량은 x축 스캔 미로의 전체 움직임에 비해 매우 작으므로 x축 스캔 미로가 초기 가속을 끝내기 전에 y축 스캔 미로의 가속을 통한 위치 보정은 끝날 수 있다. 도3은 동기 신호에 의한 오차 보정을 하는 개략적인 시스템 구성도이다. At this time, the position error calculated according to the time difference from the stage signal to the scanner response is reflected in the position command of the y-axis scan maze, and the amount of error reflected is very small compared to the overall motion of the x-axis scan maze. Acceleration of the y-axis scan maze may end before the scan maze finishes the initial acceleration. 3 is a schematic system configuration diagram for error correction by a synchronization signal.

도3의 두 개의 파형은 각각 스테이지 동기 신호(D)와 스캐너의 제어 주기 신호(E)를 나타낸다. 동기 신호(D)와 스캐너 제어 주기 신호(E)의 시간차가 t로 표시된다. 각 신호는 시간차 검출기(80)로 입력되어 시간차 t를 얻고, 시간차는 제어 회로 보드(70')의 승수기(71)에서 기판(60)의 이동 속도 같은 상수(72)와 곱해진다. 곱셈의 결과는 누산기(75)에서, 레지스터(73)에서 얻은 x축 및 y축 변위 값에 더해져 새로운 변위 데이타를 발생시키고, 이 변위 데이타에 따라 갈바노 미터(40)의 스캔 미로를 조절하는 제어 회로 보드(70')의 제어기(77)에서는 스캔 미로의 위치 보정을 위한 전류 형태의 변경 신호를 주게 된다. 이 신호는 갈바노 미터(40)의 스캔 미로 구동 모터에 주어져 스테이지 상의 기판에서(60) 레이저 펄스 주사 위치를 점선 화살표에서 실선 화살표와 같이 변화시킨다. The two waveforms of Fig. 3 represent the stage synchronizing signal D and the control period signal E of the scanner, respectively. The time difference between the synchronization signal D and the scanner control period signal E is indicated by t. Each signal is input to a time difference detector 80 to obtain a time difference t, which is multiplied by a constant 72 such as the moving speed of the substrate 60 in the multiplier 71 of the control circuit board 70 '. The result of the multiplication is in the accumulator 75, which is added to the x- and y-axis displacement values obtained from the register 73 to generate new displacement data, and controls to adjust the scan maze of the galvanometer 40 according to the displacement data. The controller 77 of the circuit board 70 'gives a change signal in the form of a current for correcting the position of the scan maze. This signal is given to the scan labyrinth drive motor of the galvanometer 40 to change the laser pulse scan position on the substrate 60 on the stage, like a dashed line arrow to a solid line arrow.

본 발명에 따르면 레이저 스캐너를 이용한 주사광학계를 이용하여 동일 패턴을 연속 가공하는 노광 시스템에서 가공 속도를 증가시키면서도 패턴의 위치 오차를 줄여 정밀한 노광을 할 수 있다. According to the present invention, in the exposure system for continuously processing the same pattern using a scanning optical system using a laser scanner, while increasing the processing speed, it is possible to precisely reduce the position error of the pattern.

Claims (8)

가공 대상 기판을 일 축방향으로 일정 속도로 이동시키면서, While moving the substrate to be processed at a constant speed in one axial direction, 레이저 발생기에서 복수의 레이저 펄스를 발생시켜 갈바노 미터로 조사하고,The laser generator generates a plurality of laser pulses and irradiates them with a galvanometer, 상기 갈바노 미터에서는 내장된 스캔 미로를 움직이면서 상기 복수의 레이저 펄스를 상기 기판에 반사시켜 상기 기판에 적어도 일정 구간에 해당하는 복수의 부분 패턴을 형성하는 레이저 스캐너를 이용한 기판 패턴 노광 방법에 있어서, In the galvanometer is a substrate pattern exposure method using a laser scanner to form a plurality of partial patterns corresponding to at least a predetermined period on the substrate by reflecting the plurality of laser pulses to the substrate while moving the built-in scan maze, 상기 레이저 발생기에서 상기 복수의 레이저 펄스 사이의 시간 간격을 조절하여 상기 복수의 부분 패턴들 사이의 위치를 조절하는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 기판 패턴 노광 방법. And controlling the position of the plurality of partial patterns by adjusting a time interval between the plurality of laser pulses in the laser generator. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 갈바노 미터의 스캔 미로는 상기 기판이 이동되는 일 축 방향 및 상기 일 축방향과 수직인 타 축방향으로 조절 가능한 부분으로 이루어지고, The scan maze of the galvanometer consists of an adjustable portion in one axis direction and the other axis direction perpendicular to the one axis direction in which the substrate is moved, 상기 일 축방향의 스캔 미로 부분을 상기 일 축방향으로 움직이도록 함과 동시에 상기 타 축방향의 스캔 미로 부분을 움직여 상기 레이저 펄스를 상기 기판에 조사하여, Move the scan maze portion in one axial direction in the one axial direction and simultaneously move the scan maze portion in the other axial direction to irradiate the laser pulse to the substrate, 상기 복수의 부분 패턴들이 상기 타 축방향으로 적어도 한 행의 적어도 일정 구간에 일정 간격으로 배열되는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 기판 패턴 노광 방법The method of exposing a substrate pattern using a laser scanner, characterized in that the plurality of partial patterns are arranged at a predetermined interval in at least a predetermined section of at least one row in the other axial direction. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 스캔 미로는 상기 레이저 펄스가 조사되는 시간동안 일정 각속도로 움직이는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 기판 패턴 노광 방법.The scan maze is a substrate pattern exposure method using a laser scanner, characterized in that for moving the laser pulse at a constant angular velocity. 제 2 항에 있어서.The method of claim 2. 상기 레이저 펄스가 조사되는 시각동안 상기 스캔 미로를 상기 일 축방향으로는 상기 기판의 이동 속도와 동일하게 조정하는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 기판 패턴 노광 방법.And the scan maze is adjusted to be equal to the moving speed of the substrate in the one axial direction during the time when the laser pulse is irradiated. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 스캔 미로는 상기 레이저 펄스가 조사되는 시간동안 변화하는 각속도로 움직이는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 기판 패턴 노광 방법.And said scan maze moves at varying angular velocities during the time the laser pulse is irradiated. 가공 대상 기판을 일 축방향으로 일정 속도로 이동시키면서, While moving the substrate to be processed at a constant speed in one axial direction, 레이저 발생기에서 복수의 레이저 펄스를 발생시켜 갈바노 미터로 조사하고,The laser generator generates a plurality of laser pulses and irradiates them with a galvanometer, 상기 갈바노 미터에서는 내장된 스캔 미로를 움직이면서 상기 복수의 레이저 펄스를 상기 기판에 반사시켜 상기 기판에 적어도 일정 구간에 해당하는 복수의 부분 패턴을 형성하는 레이저 스캐너를 이용한 기판 패턴 노광 방법에 있어서, In the galvanometer is a substrate pattern exposure method using a laser scanner to form a plurality of partial patterns corresponding to at least a predetermined period on the substrate by reflecting the plurality of laser pulses to the substrate while moving the built-in scan maze, 상기 기판을 이동시키는 스테이지의 동기 신호의 시작점과 상기 갈바노 미터 의 스캔 제어 시작점의 시간 차이를 검출하는 단계, Detecting a time difference between a start point of a synchronization signal of a stage for moving the substrate and a start point of a scan control of the galvanometer; 상기 검출된 시간 차와 상기 기판의 이동 속도를 고려하여 상기 기판 이동 방향으로의 변위 오차를 계산하는 단계, Calculating a displacement error in the substrate moving direction in consideration of the detected time difference and the moving speed of the substrate; 상기 오차를 반영하여 상기 갈바노 미터의 내장된 스캔 미로의 상기 기판 이동 축방향 속도를 변화시켜 위치 보정을 실시하는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 기판 패턴 노광 방법. And performing position correction by changing the substrate moving axial velocity of the built-in scan maze of the galvanometer reflecting the error. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 위치 보정을 실시하는 단계는 상기 갈바노 미터 내의 스캔 미로의 초기가속 구간 내에 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 기판 패턴 노광 방법.The step of performing the position correction is a substrate pattern exposure method using a laser scanner, characterized in that the initial acceleration section of the scan maze in the galvanometer. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 위치 보정을 실시하는 단계 뒤에는 상기 복수의 레이저 펄스를 주사하면서 상기 갈바노 미터의 스캔 미로로 반사시켜 상기 기판에 패턴 노광을 실시하는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 기판 패턴 노광 방법. And performing pattern exposure on the substrate after scanning the plurality of laser pulses and reflecting the scan labyrinth of the galvanometer after performing the position correction. Way.
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