KR102042012B1 - Exposure apparatus based on dmd capable high speed exposure and low speed exposure - Google Patents

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Abstract

본 발명은 노광 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고속 노광과 저속 노광이 선택적으로 가능한 DMD 기반의 노광 장치에 관한 것이다.
실시 형태에 따른 DMD 기반의 노광 장치는, 다수의 미러 블럭을 포함하는 DMD; 상기 다수의 미러 블록 중 온되는 미러 블록의 개수를 제어하는 DMD 제어기; 광축을 따라 자외선 광을 방출하는 광원, 상기 광축을 따라 방출되는 자외선 광을 상기 DMD로 제공하는 프리즘 및 상기 광원과 상기 프리즘 사이에 배치되는 다수의 마이크로 렌즈 어레이들을 포함하는 광 조사 광학계; 상기 DMD에서 출력되는 노광 패턴을 제공받아 소정의 배율로 변조하는 광 결상 광학계; 및 상기 다수의 마이크로 렌즈 어레이들을 상기 광축에 수직한 수직축을 따라 이동시킬 수 있는 이동 모듈;을 포함한다. 상기 광 조사 광학계의 상기 다수의 마이크로 렌즈 어레이들 중에서 상기 온되는 미러 블록의 개수에 대응되는 하나의 마이크로 렌즈 어레이가 상기 광축 상에 배치된다. 상기 다수의 마이크로 렌즈 어레이들은 제1 마이크로 렌즈 어레이와 제2 마이크로 렌즈 어레이를 포함하고, 상기 제1 마이크로 렌즈 어레이는 고속 노광용 마이크로 렌즈 어레이이고, 상기 제2 마이크로 렌즈 어레이는 저속 노광용 마이크로 렌즈 어레이이다. 상기 DMD 제어기로부터 상기 DMD로 제공되는 구동 신호에 포함된 상기 온되는 미러 블록의 개수 정보에 따라, 상기 제1 마이크로 렌즈 어레이 또는 상기 제2 마이크로 렌즈 어레이는 상기 광축 상에 배치된다. 상기 제1 마이크로 렌즈 어레이와 상기 제2 마이크로 렌즈 어레이는 상기 수직축을 따라 배열되고, 상기 수직축을 따라 이동가능하다. 상기 제1 마이크로 렌즈 어레이 또는 상기 제2 마이크로 렌즈 어레이는 상기 수직축을 따라 이동하여 상기 광축 상에 배치된다. 상기 이동 모듈은 상기 다수의 마이크로 렌즈 어레이들을 이동시키는 모멘트를 발생시키는 모터와, 상기 모터로부터 제공된 모멘트에 의해 상기 다수의 마이크로 렌즈 어레이들의 이동을 구현하는 이동부를 포함한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus, and more particularly, to a DMD-based exposure apparatus capable of selectively performing high speed exposure and low speed exposure.
A DMD based exposure apparatus according to an embodiment includes: a DMD including a plurality of mirror blocks; A DMD controller controlling a number of mirror blocks turned on among the plurality of mirror blocks; A light irradiation optical system including a light source for emitting ultraviolet light along an optical axis, a prism for providing ultraviolet light emitted along the optical axis to the DMD, and a plurality of micro lens arrays disposed between the light source and the prism; An optical imaging optical system configured to receive an exposure pattern output from the DMD and modulate it at a predetermined magnification; And a moving module capable of moving the plurality of micro lens arrays along a vertical axis perpendicular to the optical axis. One micro lens array corresponding to the number of mirror blocks to be turned on among the plurality of micro lens arrays of the light irradiation optical system is disposed on the optical axis. The plurality of micro lens arrays include a first micro lens array and a second micro lens array, wherein the first micro lens array is a high speed exposure micro lens array, and the second micro lens array is a low speed exposure micro lens array. The first micro lens array or the second micro lens array is disposed on the optical axis according to the number information of the mirror blocks to be included in the driving signal provided from the DMD controller to the DMD. The first micro lens array and the second micro lens array are arranged along the vertical axis and are movable along the vertical axis. The first micro lens array or the second micro lens array is disposed on the optical axis by moving along the vertical axis. The moving module includes a motor for generating a moment for moving the plurality of micro lens arrays, and a moving part for implementing movement of the plurality of micro lens arrays by a moment provided from the motor.

Description

고속 노광과 저속 노광이 가능한 ＤＭＤ 기반의 노광 장치{EXPOSURE APPARATUS BASED ON DMD CAPABLE HIGH SPEED EXPOSURE AND LOW SPEED EXPOSURE}DPM-based exposure apparatus capable of high-speed exposure and low-speed exposure {EXPOSURE APPARATUS BASED ON DMD CAPABLE HIGH SPEED EXPOSURE AND LOW SPEED EXPOSURE}

본 발명은 노광 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고속 노광과 저속 노광이 선택적으로 가능한 DMD 기반의 노광 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus, and more particularly, to a DMD-based exposure apparatus capable of selectively performing high speed exposure and low speed exposure.

최근 국내외에서 요구하는 기술 트랜드는 대체로 기술적 난이도가 높은 고부가가치 제품군 위주로 수요가 창출되고 있는 경향을 보이고 있다. 디지털 전자기기, 스마트폰 등의 태동에 따른 급속한 패러다임의 변화에 의하여 이에 사용되고 있는 대부분의 PCB 제품이 다품종 소량생산 방식의 빠른 라이프 사이클(Fast Life Cycle)의 형태로 전환되고 있다. Recently, the demand for technology trends at home and abroad has tended to be created around high value-added products with high technical difficulty. Due to the rapid change of paradigms due to the emergence of digital electronic devices and smart phones, most PCB products are being converted into a fast life cycle of small quantity batch production.

이러한 현상을 기술적 측면에서 적극적으로 대응하기 위해서, PCB 상에 초미세 회로 선폭을 구현해 주기 위하여 기존방식과 다른 새로운 방식의 노광기술 및 시스템이 필요하게 되었다. In order to actively cope with this phenomenon from a technical point of view, in order to implement ultra-fine circuit line widths on a PCB, a new type of exposure technology and a system different from the existing methods are required.

시장의 요구에 적합한 새로운 노광 방법들이 국외시장을 중심으로 개발되었으며, 마스크를 사용하지 않는 비마스크(Non-Mask or Maskless) 방식의 직접 묘화(Direct Imaging) 노광 방법이 그 중 가장 대표적인 기술로 부각되고 있다. New exposure methods suited to the needs of the market have been developed around the foreign market, and the non-masked direct imaging exposure method is one of the most representative technologies. have.

최근 국내 PCB 산업의 경우 수량 기준으로 국내 플렉서블 PCB(Flexible PCB) 제품의 주종은 단면(Single-Side)과 양면(Double-Side)이지만, MLB, Embedded PCB, Build-up PCB, RF PCB, Optical PCB 등의 다중 제품군으로 점진적으로 전환되고 있다. PCB 시장의 경향이 최근의 경향을 반영하여 PCB 배선의 회로 선폭이 30마이크로미터 이하의 미세회로패턴을 요구하는 경성(Rigid) 및 연성(Flexible) PCB 관련 고부가가치 제품 위주로 상당부분 대체하는 방향으로 적극적으로 진행될 것으로 예상된다.Recently, in the domestic PCB industry, the main types of domestic flexible PCB products are single-sided and double-sided, but MLB, Embedded PCB, Build-up PCB, RF PCB, Optical PCB, etc. Is gradually transitioning to multiple product lines. As the trend of the PCB market reflects the recent trend, the circuit line of PCB wiring is actively replaced by high value-added products related to rigid and flexible PCBs requiring a fine circuit pattern of 30 micrometers or less. It is expected to proceed.

이러한 국내시장의 상황과 추이에 대한 해결방안으로 미세회로 선폭을 노광할 수 있는 핵심기술 확보를 위한 기술개발 필요성이 제기되고 있고, 이를 위하여 기존 마스크 방식의 한계점을 극복하기 위한 직접 묘화 방식을 기반으로 한 PCB 제조공정에 적합한 새로운 노광 방법 개발이 요구되고 있다.As a solution to the situation and trend of the domestic market, the necessity of technology development for securing core technology that can expose the line width of microcircuits has been raised, and for this, based on the direct drawing method to overcome the limitation of the existing mask method There is a need for a new exposure method suitable for a PCB manufacturing process.

DMD(Digital Micro-mirror Device) 기반의 노광 장치는 노광 공정(Exposure Process)에서 노광 이미지 구현을 위한 패턴 마스크(Mask)를 사용하지 않고 디지털 마스크(Digital Mask) 상에 UV 광원을 조사하여 미세 패턴을 구현하는 직접 묘화 방식이다. The exposure apparatus based on a digital micro-mirror device (DMD) does not use a pattern mask for realizing an exposure image in an exposure process and irradiates a micro pattern with a UV light source on a digital mask. It is a direct drawing method to implement.

DMD 기반의 노광 장치는 광 조사 광학계(Optical Illumination Optics)와 DMD를 포함한다. 광 조사 광학계는 UV 광원에서 발생한 빔을 DMD에 균일한 복사조도의 상태로 입력시켜주기 위한 광학계이고, DMD는 집광된 광원의 빔을 원하는 광원 형태로 변조시키는 소자이다.DMD-based exposure apparatus includes optical illumination optics (DM) and DMD. The light irradiation optical system is an optical system for inputting a beam generated from a UV light source into the DMD in a state of uniform irradiance, and the DMD is an element for modulating the beam of the focused light source into a desired light source shape.

종래의 DMD 노광 장치에는 빠른 노광을 수행하는 고속 노광용 노광 장치와 고 에너지를 꾸준히 사용하여 노광을 저속으로 수행하는 저속(또는 고 에너지) 노광용 노광 장치가 존재한다. Conventional DMD exposure apparatuses include a high-speed exposure apparatus for performing rapid exposure and a low-speed (or high-energy) exposure apparatus for continuously performing exposure at a low speed using high energy.

종래에 DMD 노광 장치는 DMD의 미러 블록(Mirror Block)을 고정하고, 이에 따라 광 조사 광학계도 고정형으로 제작된다. 따라서, 하나의 DMD 노광 장치가 고속 노광용과 저속 노광용으로 함께 사용될 수 없는 한계가 있다.Conventionally, a DMD exposure apparatus fixes a mirror block of a DMD, and thus the light irradiation optical system is also manufactured in a fixed type. Therefore, there is a limit that one DMD exposure apparatus cannot be used together for high speed exposure and low speed exposure.

해결하고자 하는 과제는, 고속 노광과 저속 노광을 수행할 수 있는 DMD 기반의 노광 장치를 제공한다.The problem to be solved is to provide a DMD-based exposure apparatus capable of performing a high-speed exposure and a low-speed exposure.

실시 형태에 따른 DMD 기반의 노광 장치는, 다수의 미러 블럭을 포함하는 DMD; 상기 다수의 미러 블록 중 온되는 미러 블록의 개수를 제어하는 DMD 제어기; 광축을 따라 자외선 광을 방출하는 광원, 상기 광축을 따라 방출되는 자외선 광을 상기 DMD로 제공하는 프리즘 및 상기 광원과 상기 프리즘 사이에 배치되는 다수의 마이크로 렌즈 어레이를 포함하는 광 조사 광학계; 및 상기 DMD에서 출력되는 노광 패턴을 제공받아 소정의 배율로 변조하는 광 결상 광학계;를 포함하고, 상기 다수의 마이크로 렌즈 어레이 중에서 상기 온되는 미러 블록의 개수에 대응되는 하나의 마이크로 렌즈 어레이가 상기 광축 상에 배치된다.A DMD based exposure apparatus according to an embodiment includes: a DMD including a plurality of mirror blocks; A DMD controller controlling a number of mirror blocks turned on among the plurality of mirror blocks; A light irradiation optical system including a light source for emitting ultraviolet light along an optical axis, a prism for providing ultraviolet light emitted along the optical axis to the DMD, and a plurality of micro lens arrays disposed between the light source and the prism; And an optical imaging optical system configured to receive an exposure pattern output from the DMD and modulate at a predetermined magnification, wherein one microlens array corresponding to the number of mirror blocks turned on among the plurality of microlens arrays is the optical axis. Is disposed on.

여기서, 상기 다수의 마이크로 렌즈 어레이는 제1 마이크로 렌즈 어레이와 제2 마이크로 렌즈 어레이를 포함하고, 상기 제1 마이크로 렌즈 어레이의 단위 렌즈의 사이즈, 가로 세로의 비율 및 개수 중 적어도 하나 이상은, 상기 제2 마이크로 렌즈 어레이의 단위 렌즈의 사이즈, 가로 세로의 비율 및 개수와 서로 다를 수 있다.The plurality of micro lens arrays may include a first micro lens array and a second micro lens array, and at least one or more of a size, a ratio, and a number of unit lenses of the first micro lens array may include the first micro lens array. The size, aspect ratio and number of unit lenses of the 2 micro lens array may be different from each other.

여기서, 상기 다수의 마이크로 렌즈 어레이는 제1 마이크로 렌즈 어레이와 제2 마이크로 렌즈 어레이를 포함하고, 상기 제1 마이크로 렌즈 어레이는 고속 노광용 마이크로 렌즈 어레이이고, 상기 제2 마이크로 렌즈 어레이는 저속 노광용 마이크로 렌즈 어레이일 수 있다.The plurality of micro lens arrays may include a first micro lens array and a second micro lens array, wherein the first micro lens array is a high speed exposure micro lens array, and the second micro lens array is a low speed exposure micro lens array. Can be.

여기서, 상기 DMD 제어기로부터 상기 DMD로 제공되는 구동 신호에 포함된 상기 온되는 미러 블록의 개수 정보에 따라, 상기 다수의 마이크로 렌즈 어레이 중에서 상기 광축 상에 배치되는 상기 하나의 마이크로 렌즈 어레이가 선택될 수 있다.Herein, the one micro lens array disposed on the optical axis may be selected from among the plurality of micro lens arrays according to the number information of the on-mirror blocks included in the driving signal provided from the DMD controller to the DMD. have.

여기서, 상기 광 조사 광학계는, 상기 다수의 마이크로 렌즈 어레이를 사이에 두고 배치되고 상기 광축 상에 배치된 제1 렌즈와 제2 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 상기 광원으로부터의 광을 평행광으로 변경하고, 상기 제2 렌즈는 상기 하나의 마이크로 렌즈 어레이로부터의 광의 밝기를 균일하게 할 수 있다.Here, the light irradiation optical system includes a first lens and a second lens disposed with the plurality of micro lens arrays interposed therebetween and disposed on the optical axis, wherein the first lens is configured to parallel light from the light source. The second lens may equalize the brightness of light from the one micro lens array.

실시 형태에 따른 DMD 기반의 노광 장치를 사용하면, 고속 노광과 저속 노광을 선택적으로 수행할 수 있는 이점이 있다. 따라서, 고속 노광용 노광 장치와 저속 노광용 노광 장치를 별도로 구성할 필요가 없는 이점이 있다.Using the DMD based exposure apparatus according to the embodiment has the advantage of selectively performing high speed exposure and low speed exposure. Therefore, there is an advantage that it is not necessary to separately configure the high speed exposure exposure apparatus and the low speed exposure exposure apparatus.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 노광 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 광원부(110)와 DMD(200)를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 도 1 내지 도 2에 도시된 DMD(200)의 미러 블록을 설명하기 위한 도면이다.1 is a perspective view of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram illustrating the light source unit 110 and the DMD 200 illustrated in FIG. 1.
3 is a diagram for describing a mirror block of the DMD 200 illustrated in FIGS. 1 and 2.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffix "part" for components used in the following description is given or mixed in consideration of ease of specification, and does not have meanings or roles that are distinguished from each other.

또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. In addition, in describing the embodiments disclosed herein, when it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the embodiments disclosed herein, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are intended to facilitate understanding of the embodiments disclosed herein, but are not limited to the technical spirit disclosed herein by the accompanying drawings, all changes included in the spirit and scope of the present invention. It should be understood to include equivalents and substitutes.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, the terms "comprises" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present disclosure does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or combinations thereof.

이하, 본 발명에 따른 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 노광 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 광원부(110)와 DMD(200)를 설명하기 위한 개념도이다.1 is a perspective view of an exposure apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a conceptual diagram for describing the light source unit 110 and the DMD 200 illustrated in FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참조하면, 실시 형태에 따른 노광 장치는 광 조사 광학계(100), DMD(200) 및 광 결상 광학계(300)를 포함한다.1 and 2, the exposure apparatus according to the embodiment includes a light irradiation optical system 100, a DMD 200, and a light imaging optical system 300.

광 조사 광학계(100)는 자외선 광을 방출하는 광원부(110)와 광원부(110)에서 방출된 자외선 광을 DMD(200)로 전달하는 프리즘부(120)를 포함할 수 있다. The light irradiation optical system 100 may include a light source unit 110 that emits ultraviolet light and a prism unit 120 that transmits the ultraviolet light emitted from the light source unit 110 to the DMD 200.

광원부(110)는 내부에 자외선을 발광하는 광원(111)과 광원(111)이 배치되는 기판(미도시)을 포함할 수 있다. The light source unit 110 may include a light source 111 emitting ultraviolet light and a substrate (not shown) on which the light source 111 is disposed.

광원(111)은 고출력 발광 다이오드로, 365nm, 385nm, 및 405nm 중 어느 하나를 중심 파장으로 하는 자외선 광을 방출할 수 있다.The light source 111 is a high output light emitting diode and may emit ultraviolet light having any one of 365 nm, 385 nm, and 405 nm as a center wavelength.

광원부(110)는 내부에 광원(111) 상에 배치되어 광원(111)으로부터 방출된 광을 평탄화하는 다수의 렌즈(113, 115, 117, 119)를 포함할 수 있다. The light source unit 110 may include a plurality of lenses 113, 115, 117, and 119 disposed inside the light source 111 to planarize the light emitted from the light source 111.

다수의 렌즈(113, 115, 117, 119)는 두 개의 렌즈(113, 119)와 다수의 마이크로 렌즈 어레이(MLA, 115, 117)를 포함한다. 도 2에서는 다수의 렌즈(113, 115, 117, 119)를 간략화한 것이고, 광원부(110)는 도 2에 도시되지 않은 렌즈(미도시)를 더 포함할 수 있다.The plurality of lenses 113, 115, 117, and 119 include two lenses 113 and 119 and a plurality of micro lens arrays MLA, 115 and 117. In FIG. 2, the plurality of lenses 113, 115, 117, and 119 are simplified, and the light source unit 110 may further include a lens (not shown) not shown in FIG. 2.

두 개의 렌즈(113, 119)는 광원(111)측에 인접한 제1 렌즈(113)와 DMD(200)측에 인접한 제2 렌즈(119)일 수 있다. 제1 렌즈(113)은 광원(111)으로부터의 광을 평행광으로 변경하는 콜리메이터 렌즈일 수 있다. 제2 렌즈(119)는 다수의 마이크로 렌즈 어레이(115, 117) 중 어느 하나의 마이크로 렌즈 어레이를 통해 방출되는 광의 손실을 줄여 광의 밝기를 균일하게 하는 렌즈일 수 있다.The two lenses 113 and 119 may be the first lens 113 adjacent to the light source 111 and the second lens 119 adjacent to the DMD 200. The first lens 113 may be a collimator lens that converts light from the light source 111 into parallel light. The second lens 119 may be a lens for reducing the loss of light emitted through one of the plurality of micro lens arrays 115 and 117 to uniform the brightness of the light.

두 개의 렌즈(113, 119)는 광원(111)의 광축(x)을 따라 배치된다. 여기서, 광축(x)은 광원(111)에서 다양한 방향으로 방출되는 광 중에서 상대적으로 가장 많은 광이 방출되는 방향으로 정의될 수 있다. Two lenses 113 and 119 are disposed along the optical axis x of the light source 111. Here, the optical axis x may be defined as a direction in which the most light is emitted from the light emitted from the light source 111 in various directions.

다수의 마이크로 렌즈 어레이(115, 117)는 두 개의 렌즈(113, 119) 사이에 배치되고, 광축(x)에 수직한 수직축(y)을 따라 배열될 수 있다. 다수의 마이크로 렌즈 어레이(115, 117)는 수직축(y)을 따라 이동가능하다. The plurality of micro lens arrays 115 and 117 may be disposed between the two lenses 113 and 119 and arranged along a vertical axis y perpendicular to the optical axis x. The plurality of micro lens arrays 115 and 117 are movable along the vertical axis y.

다수의 마이크로 렌즈 어레이(115, 117) 각각은 광원(111)으로부터 제공되는 광을 분리하여 집광시킬 수 있다. 다수의 마이크로 렌즈 어레이(115, 117) 각각에 포함된 렌즈의 사이즈, 가로 세로의 비율, 개수에 따라 수신되는 광을 서로 다르게 분리 및 집광할 수 있다. 마이크로 렌즈 어레이(115, 117)에 포함된 단위 렌즈는 원형 또는 사각형의 구면 또는 비구면 렌즈일 수 있다.Each of the plurality of micro lens arrays 115 and 117 may separate and collect light provided from the light source 111. The received light may be separated and collected differently according to the size, ratio, and number of lenses included in each of the plurality of micro lens arrays 115 and 117. The unit lenses included in the micro lens arrays 115 and 117 may be circular or rectangular spherical or aspherical lenses.

다수의 마이크로 렌즈 어레이(115, 117)는 제1 마이크로 렌즈 어레이(115)와 제2 마이크로 렌즈 어레이(117)을 포함한다. 제1 마이크로 렌즈 어레이(115)에 포함된 렌즈의 개수는 제2 마이크로 렌즈 어레이(117)에 포함된 렌즈의 개수와 다를 수 있다. 또한, 제1 마이크로 렌즈 어레이(115)에 포함된 렌즈의 가로와 세로의 비율은 제2 마이크로 렌즈 어레이(117)에 포함된 렌즈의 가로와 세로의 비율과 다를 수 있다. 도면에서는 두 개의 마이크로 렌즈 어레이(115, 117)을 도시하고 있지만, 세 개 이상의 마이크로 렌즈 어레이를 사용해도 무방하다. DMD(200)에서 사용되는 미러 블록(210)의 개수에 따라 마이크로 렌즈 어레이의 개수는 변경될 수 있다. 미러 블록(210)의 개수에 따라 마이크로 렌즈 어레이의 단위 렌즈의 사이즈, 가로 세로의 비율 및 개수가 달라질 수 있다.The plurality of micro lens arrays 115 and 117 include a first micro lens array 115 and a second micro lens array 117. The number of lenses included in the first micro lens array 115 may be different from the number of lenses included in the second micro lens array 117. In addition, the ratio of the width to the length of the lens included in the first micro lens array 115 may be different from the ratio of the width to the length of the lens included in the second micro lens array 117. Although two micro lens arrays 115 and 117 are shown in the drawing, three or more micro lens arrays may be used. The number of micro lens arrays may vary according to the number of mirror blocks 210 used in the DMD 200. According to the number of mirror blocks 210, the size, ratio and number of unit lenses of the micro lens array may vary.

제1 마이크로 렌즈 어레이(115)는 고속 노광용 마이크로 렌즈 어레이이고, 제2 마이크로 렌즈 어레이(117)은 저속(또는 고 에너지) 노광용 마이크로 렌즈 어레이일 수 있다. The first micro lens array 115 may be a high speed exposure micro lens array, and the second micro lens array 117 may be a low speed (or high energy) exposure micro lens array.

다수의 마이크로 렌즈 어레이(115, 117) 중 선택된 어느 하나의 마이크로 렌즈 어레이가 외부 제어신호에 의해 선택될 수 있다. 선택된 마이크로 렌즈 어레이가 광축(x) 상에 배치된다. 선택되지 않은 나머지 마이크로 렌즈 어레이는 광축(x) 상에 배치되지 않는다. 여기서, 외부 제어신호는 DMD 제어기(250)로부터 DMD(200)로 제공되는 구동 신호일 수 있다. 구동 신호는 DMD(200) 내의 다수의 미러 블록 중 사용하기로 결정된 미러 블록의 개수 정보를 포함할 수 있다. 여기서, DMD(200)의 미러 블록을 설명하기 위해서, 도 3을 참조한다.Any one of a plurality of micro lens arrays 115 and 117 may be selected by an external control signal. The selected micro lens array is arranged on the optical axis x. The remaining unselected micro lens arrays are not disposed on the optical axis x. Here, the external control signal may be a driving signal provided from the DMD controller 250 to the DMD 200. The driving signal may include information on the number of mirror blocks determined to be used among the plurality of mirror blocks in the DMD 200. Here, to describe the mirror block of the DMD 200, reference is made to FIG. 3.

도 3은 도 1 내지 도 2에 도시된 DMD(200)의 미러 블록을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for describing a mirror block of the DMD 200 illustrated in FIGS. 1 and 2.

도 3을 참조하면, DMD(200)는 실제로는 1변이 약 14μm의 정방형의 마이크로 미러를 1920행 * 1080열의 매트릭스(matrix)모양으로 배열한 것이 사용되고, 90행 * 1024열의 마이크로 미러를 제어의 단위로 되는 1개의 집합(이하, 미러 블록(210)이라고 한다.)으로서, 12개의 미러 블록(210)이 열 방향으로 배열된다. 또한, DMD(200)에서는, 각 광 조사 영역에의 광 조사의 ON/OFF를 나타내는 구동 신호가 미러 블록(210)마다 입력된다. 도 2에 도시된 DMD 제어부(250)에서 노광에 사용되는 미러 블록(210)의 개수가 결정되어 DMD 제어부(250)에 입력되고, 12개의 미러 블록(210) 중, 결정된 개수의 미러 블록(210)만이 노광에 사용된다. 예를 들어, 도 3의 우측 상단 도면은 DMD(200)가 4개의 미러 블록(210)이 사용되었을 때의 노광 조사 면적(A)을 보여주고, 우측 하단 도면은 DMD(200)의 모든(12개) 미러 블록(210)이 사용되었을 때의 노광 조사 면적(B)을 보여준다. 4개의 미러 블록(210)이 사용되면, DMD(200)는 소위 '블록(Block) 모드'로서 동작한다. 블록 모드는 에너지 깊이(depth)가 상대적으로 높은 모드로서 에너지 효율이 높으며, 고속의 노광 시 사용되는 모드이다. 한편, 12개의 전체 미러 블록(210)이 사용되면, DMD(200)는 소위 '글로발(Global) 모드'로 동작한다. 글로발 모드는 저속 노광 시 사용되며, 광 에너지는 지속적으로 사용하여 노광할 때 사용되는 모드이다. Referring to FIG. 3, the DMD 200 is actually one in which a square micromirror of approximately 14 μm is arranged in a matrix form of 1920 rows by 1080 columns, and the micro mirror of 90 rows by 1024 columns is used as a unit of control. As one set (hereinafter, referred to as mirror block 210), twelve mirror blocks 210 are arranged in the column direction. In the DMD 200, a drive signal indicating ON / OFF of light irradiation to each light irradiation area is input for each mirror block 210. The number of mirror blocks 210 used for exposure in the DMD controller 250 illustrated in FIG. 2 is determined and input to the DMD controller 250, and among the 12 mirror blocks 210, the determined number of mirror blocks 210 is determined. ) Is used for exposure. For example, the upper right drawing of FIG. 3 shows the exposure irradiation area A when four mirror blocks 210 are used in the DMD 200, and the lower right drawing shows all 12 of the DMD 200. The exposure irradiation area B when the mirror block 210 is used is shown. If four mirror blocks 210 are used, the DMD 200 operates as a so-called 'block mode'. The block mode is a mode in which energy depth is relatively high, which is high in energy efficiency, and used in high-speed exposure. On the other hand, if twelve full mirror blocks 210 are used, the DMD 200 operates in a so-called 'Global mode'. The global mode is used for low-speed exposure, and the light energy is used for continuous exposure.

참고로, 아래 표 1을 참조하면, DMD(200)에서 사용되는 미러 블록(210)의 개수에 따른 디스플레이 라인(V), 디스플레이 시간(μs), FPS를 확인할 수 있다. For reference, referring to Table 1 below, the display line V, the display time μs, and the FPS according to the number of mirror blocks 210 used in the DMD 200 may be checked.

Mirror BlockMirror block 44 88 1212 Display Line (V)Display Line (V) 288288 576576 864864 Display time (μs)Display time (μs) 1313 24.7424.74 36.0436.04 FPSFPS 76,92376,923 40,42040,420 27,74727,747

상기 표 1을 참조하면, 사용되는 미러 블록의 개수에 따라 디스플레이 시간, 디스플레이 라이 및 FPS에 차이가 있음을 알 수 있다. 사용되는 미러 블록의 개수가 작을수록 디스플레이 시간이 짧아지기 때문에, 미러 블록의 개수가 작을수록 빠른 속도로 노광이 가능하다. DMD(200)의 미러 블록(210)의 개수가 작을수록 디스플레이 시간이 짧아져 노광 속도가 빨라지기 때문에, 사용되는 미러 블록(210)의 개수에 따라 마이크로 렌즈 어레이의 렌즈의 사이즈가 달라져야 한다. Referring to Table 1, it can be seen that there is a difference in display time, display lie, and FPS according to the number of mirror blocks used. Since the smaller the number of mirror blocks used, the shorter the display time, the smaller the number of mirror blocks is, the faster the exposure is possible. Since the smaller the number of the mirror blocks 210 of the DMD 200, the shorter the display time and the faster the exposure speed, the size of the lens of the micro lens array has to vary according to the number of the mirror blocks 210 used.

도 2에 도시된 제1 마이크로 렌즈 어레이(115)는 블록 모드에 사용되어 본 발명의 실시 형태의 DMD 기반의 노광 장치가 고속 노광용으로 이용될 때 사용된다. 도 2에 도시된 제2 마이크로 렌즈 어레이(117)은 글로발 모드에 사용되어 본 발명의 실시 형태의 DMD 기반의 노광 장치가 저속 노광용으로 이용될 때 사용된다. The first micro lens array 115 shown in Fig. 2 is used in the block mode and is used when the DMD based exposure apparatus of the embodiment of the present invention is used for high speed exposure. The second micro lens array 117 shown in Fig. 2 is used in the global mode so that the DMD based exposure apparatus of the embodiment of the present invention is used for low speed exposure.

다시, 도 2를 참조하면, 다수의 마이크로 렌즈 어레이(115, 117) 중에서 미러 블록의 개수 정보에 대응되는 마이크로 렌즈 어레이가 선택된다. 선택된 마이크로 렌즈 어레이는 수직축(y)을 따라 이동하여 광축(x) 상에 배치될 수 있다. 여기서, 실시 형태에 따른 DMD 기반의 노광 장치는, 다수의 마이크로 렌즈 어레이(115, 117)를 수직축(y)을 따라 이동시킬 수 있는 이동 모듈(미도시)를 포함할 수 있다. 이동 모듈(미도시)은 다수의 마이크로 렌즈 어레이(115, 117)을 이동시키는 모멘트를 발생시키는 모터와 모터로부터 제공된 모멘트에 의해 다수의 마이크로 렌즈 어레이(115, 117)의 이동을 구현하는 이동부를 포함할 수 있다. Referring back to FIG. 2, a microlens array corresponding to the information on the number of mirror blocks is selected from among the plurality of microlens arrays 115 and 117. The selected micro lens array may be disposed on the optical axis x by moving along the vertical axis y. Here, the DMD based exposure apparatus according to the embodiment may include a movement module (not shown) capable of moving the plurality of micro lens arrays 115 and 117 along the vertical axis y. The moving module (not shown) includes a motor for generating moments for moving the plurality of micro lens arrays 115 and 117 and a moving part for implementing movement of the plurality of micro lens arrays 115 and 117 by moments provided from the motors. can do.

한편, 실시 형태에 따른 DMD 기반의 노광 장치의 광원부(110)는 선택된 마이크로 렌즈 어레이가 광축(x) 상에 배치될 수 있도록 하는 소정의 슬롯(slot)을 제공할 수 있다. DMD 제어기(250)로부터의 구동 신호에 포함된 미러 블록의 개수 정보에 대응되는 마이크로 렌즈 어레이를 사용자 또는 로봇이 상기 슬롯(slot)에 끼워 넣을 수 있다. 실시 형태에 따른 DMD 기반의 노광 장치는 사용자에게는 미러 블록의 개수 정보를 디스플레이 장치를 통해 제공할 수 있고, 로봇에게는 무선 또는 유선을 통해 제공할 수 있다.Meanwhile, the light source unit 110 of the DMD based exposure apparatus according to the embodiment may provide a predetermined slot for allowing the selected micro lens array to be disposed on the optical axis x. The microlens array corresponding to the information on the number of mirror blocks included in the driving signal from the DMD controller 250 may be inserted by the user or the robot into the slot. The DMD-based exposure apparatus according to the embodiment may provide the user with the number information of the mirror blocks through the display device, and may provide the robot via wireless or wired.

다시, 도 1을 참조하면, 프리즘부(120)는 내부에 프리즘(미도시)을 포함한다. 프리즘은 광원부(110)로부터 입사되는 광을 DMD(200)로 전달한다. 여기서, 프리즘은 광원부(110)로부터 입사되는 광을 전반사할 수 있다. Referring back to FIG. 1, the prism unit 120 includes a prism (not shown) therein. The prism transmits the light incident from the light source unit 110 to the DMD 200. Here, the prism may totally reflect the light incident from the light source unit 110.

DMD(200)는 복수의 마이크로 미러들이 행과 열로 정렬된 형태로, 복수의 마이크로 미러들은 DMD 컨트롤러에 의해 온(ON)/오프(OFF) 될 수 있다. 하나의 마이크로 미러는 가로와 세로의 길이가 대략 10마이크로미터에 해당하고, 인접한 두 개의 마이크로 미러 사이의 간격은 대략 1마이크로미터에 해당한다. In the DMD 200, a plurality of micro mirrors are arranged in rows and columns, and the plurality of micro mirrors may be turned on / off by a DMD controller. One micromirror is approximately 10 micrometers in length and width, and the distance between two adjacent micromirrors is approximately 1 micrometer in length.

DMD(200)는 프리즘(120)으로부터 전달되는 광을 반사하여 미리 설정된 노광 이미지를 생성한다. DMD(200)는 DMD 컨트롤러(미도시)에 의해 제어된다, The DMD 200 reflects the light transmitted from the prism 120 to generate a preset exposure image. DMD 200 is controlled by a DMD controller (not shown),

광 결상 광학계(300)는 DMD(200)에서 반사된 광을 소정의 배율로 조정하고, 배율이 조정된 광을 노광축으로 방출한다. The optical imaging optical system 300 adjusts the light reflected by the DMD 200 at a predetermined magnification and emits the light whose magnification is adjusted to the exposure axis.

본 발명의 실시 형태에 따른 DMD 기반의 노광 장치는, 고속 노광과 저속 노광을 둘 다 구현할 수 있는 이점이 있다. 광 조사 광학계가 다수의 마이크로 렌즈 어레이 중 선택적으로 하나의 마이크로 렌즈 어레이를 사용할 수 있도록 구성하여, 고속 노광이 필요할 때는 좁고 긴 형태의 마이크로 렌즈 어레이를 사용하고, 저속(고 에너지) 노광이 필요할 때는 DMD 전체(Full) 비율의 마이크로 렌즈 어레이를 사용할 수 있다. DMD-based exposure apparatus according to an embodiment of the present invention, there is an advantage that can implement both high-speed exposure and low-speed exposure. The light irradiation optics can be configured to selectively use one microlens array among multiple microlens arrays, so that narrow and long microlens arrays are used when high speed exposure is required, and DMD when low speed (high energy) exposure is required. Full ratio micro lens arrays can be used.

이와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따른 DMD 기반의 노광 장치는, 하나의 노광 장치로 고속 노광과 저속 노광 2가지의 노광 방법을 적용할 수 있다.As described above, in the DMD-based exposure apparatus according to the embodiment of the present invention, two exposure methods may be applied to one exposure apparatus.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, the above-described technical configuration of the present invention may be embodied by those skilled in the art to which the present invention pertains without changing the technical spirit or essential features of the present invention. It will be appreciated that the present invention may be practiced as.

100: 광 조사 광학계
200: DMD
300: 광 결상 광학계100: light irradiation optical system
200: DMD
300: optical imaging optical system

Claims (5)

다수의 미러 블럭을 포함하는 DMD;
상기 다수의 미러 블록 중 온되는 미러 블록의 개수를 제어하는 DMD 제어기;
광축을 따라 자외선 광을 방출하는 광원, 상기 광축을 따라 방출되는 자외선 광을 상기 DMD로 제공하는 프리즘 및 상기 광원과 상기 프리즘 사이에 배치되는 다수의 마이크로 렌즈 어레이들을 포함하는 광 조사 광학계;
상기 DMD에서 출력되는 노광 패턴을 제공받아 소정의 배율로 변조하는 광 결상 광학계; 및
상기 다수의 마이크로 렌즈 어레이들을 상기 광축에 수직한 수직축을 따라 이동시킬 수 있는 이동 모듈;를 포함하고,
상기 광 조사 광학계의 상기 다수의 마이크로 렌즈 어레이들 중에서 상기 온되는 미러 블록의 개수에 대응되는 하나의 마이크로 렌즈 어레이가 상기 광축 상에 배치되고,
상기 다수의 마이크로 렌즈 어레이들은 제1 마이크로 렌즈 어레이와 제2 마이크로 렌즈 어레이를 포함하고,
상기 제1 마이크로 렌즈 어레이는 고속 노광용 마이크로 렌즈 어레이이고,
상기 제2 마이크로 렌즈 어레이는 저속 노광용 마이크로 렌즈 어레이이고,
상기 DMD 제어기로부터 상기 DMD로 제공되는 구동 신호에 포함된 상기 온되는 미러 블록의 개수 정보에 따라, 상기 제1 마이크로 렌즈 어레이 또는 상기 제2 마이크로 렌즈 어레이는 상기 광축 상에 배치되고,
상기 제1 마이크로 렌즈 어레이와 상기 제2 마이크로 렌즈 어레이는 상기 수직축을 따라 배열되고, 상기 수직축을 따라 이동가능하고,
상기 제1 마이크로 렌즈 어레이 또는 상기 제2 마이크로 렌즈 어레이는 상기 수직축을 따라 이동하여 상기 광축 상에 배치되고,
상기 이동 모듈은 상기 다수의 마이크로 렌즈 어레이들을 이동시키는 모멘트를 발생시키는 모터와, 상기 모터로부터 제공된 모멘트에 의해 상기 다수의 마이크로 렌즈 어레이들의 이동을 구현하는 이동부를 포함하는, DMD 기반의 노광 장치.
A DMD including a plurality of mirror blocks;
A DMD controller controlling a number of mirror blocks turned on among the plurality of mirror blocks;
A light irradiation optical system including a light source for emitting ultraviolet light along an optical axis, a prism for providing ultraviolet light emitted along the optical axis to the DMD, and a plurality of micro lens arrays disposed between the light source and the prism;
An optical imaging optical system configured to receive an exposure pattern output from the DMD and modulate it at a predetermined magnification; And
And a moving module capable of moving the plurality of micro lens arrays along a vertical axis perpendicular to the optical axis.
One micro lens array corresponding to the number of mirror blocks to be turned on among the plurality of micro lens arrays of the light irradiation optical system is disposed on the optical axis,
The plurality of micro lens arrays comprises a first micro lens array and a second micro lens array,
The first micro lens array is a micro lens array for high speed exposure,
The second micro lens array is a micro lens array for low-speed exposure,
The first micro lens array or the second micro lens array is disposed on the optical axis according to the number information of the mirror blocks to be included in the driving signal provided from the DMD controller to the DMD.
The first micro lens array and the second micro lens array are arranged along the vertical axis, are movable along the vertical axis,
The first micro lens array or the second micro lens array is disposed on the optical axis by moving along the vertical axis,
The moving module includes a motor for generating a moment for moving the plurality of micro lens arrays, and a moving part for implementing movement of the plurality of micro lens arrays by a moment provided from the motor.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 마이크로 렌즈 어레이의 단위 렌즈의 사이즈, 가로 세로의 비율 및 개수 중 적어도 하나 이상은, 상기 제2 마이크로 렌즈 어레이의 단위 렌즈의 사이즈, 가로 세로의 비율 및 개수와 서로 다른, DMD 기반의 노광 장치.
The method of claim 1,
At least one or more of the size, aspect ratio, and number of unit lenses of the first micro lens array may be different from the size, ratio, and number of unit lenses of the second micro lens array. Device.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 광 조사 광학계는, 상기 다수의 마이크로 렌즈 어레이들을 사이에 두고 배치되고 상기 광축 상에 배치된 제1 렌즈와 제2 렌즈를 포함하고,
상기 제1 렌즈는 상기 광원으로부터의 광을 평행광으로 변경하고,
상기 제2 렌즈는 상기 하나의 마이크로 렌즈 어레이로부터의 광의 밝기를 균일하게 하는, DMD 기반의 노광 장치.The method of claim 1,
The light irradiation optical system includes a first lens and a second lens disposed with the plurality of micro lens arrays interposed therebetween and disposed on the optical axis,
The first lens converts light from the light source into parallel light,
And the second lens makes the brightness of light from the one micro lens array uniform.
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