KR102089310B1 - 마스크리스 노광장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 DMD 어레이부; DMD 어레이부를 구동하는 DMD 구동부; 및 DMD 어레이부 및 DMD 구동부 중 하나 이상의 온도가 일정하게 유지 및 관리되도록 전기적으로 제어하는 냉각 시스템을 포함하는 마스크리스 노광장치를 제공한다.

Description

마스크리스 노광장치{Maskless exposure apparatus}
본 발명은 마스크리스 노광장치에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결 매체인 표시장치의 시장이 커지고 있다. 이에 따라, 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD), 유기전계발광소자(Organic Light Emitting Diodes: OLED) 및 플라즈마디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP) 등과 같은 평판표시장치(Flat Panel Display: FPD)의 사용이 증가하고 있다.
앞서 설명된 표시장치는 기판 등을 제조하는 공정에서 복잡한 회로 패턴이 형성된다. 회로 패턴을 형성하기 위해서는 포토리소 그래피 방법이 많이 사용되고 있다. 포토리소 그래피 방법은 기판 상에 감광막을 형성하고, 회로 패턴에 대응되는 전사 패턴이 형성된 포토 마스크를 사용하여 감광막을 노광하는 형태로 진행된다. 따라서, 포토 마스크는 매우 정밀하게 제작되어야 한다. 그런데, 포토리소 그래피 방법은 표시장치의 대형화와 더불어 기판을 노광하기 위한 포토 마스크 또한 대형화됨에 따라 비용 및 관리의 어려움이 따른다.
그리하여, 최근에는 노광 빔을 디지털 방식으로 전사하고 패턴의 각 픽셀 영역에 대응하여 온/오프를 제어하는 마스크리스 노광장치가 주목받고 있는 추세이다. 마스크리스 노광장치는 DMD(Digital Micro-mirror device; 이하 DMD) 어레이부에 의해 반사된 광을 기판에 전사시키는 방식을 통해서 패턴을 형성한다. DMD 어레이부는 그래픽 데이터 시스템 파일(GDS)을 변환하여 전기적인 신호로 만들어진 데이터 파일을 따라 동작한다.
한편, 종래 마스크리스 노광장치는 DMD 어레이부의 온도 상승에 의해 수명이 저하되거나 열변형이 발생할 수 있다. DMD 어레이부에 열변형이 발생하면 기판에 입사되는 조도의 분포가 저하됨은 물론 크로스토크가 발생하여 패턴의 품질(또는 성능)을 저하시키게 된다. 따라서, 종래 마스크리스 노광장치는 온도 상승을 억제하고 일정한 온도를 유지할 수 있는 방안이 요구된다.
상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 DMD 어레이를 일정 온도로 유지 및 관리하여 열에 의한 변형 최소화와 더불어 수명을 연장하고, 노광시 패턴의 정밀도와 안정성을 향상시킬 수 있는 마스크리스 노광장치를 제공하는 것이다.
상술한 과제 해결 수단으로 본 발명은 DMD 어레이부; DMD 어레이부를 구동하는 DMD 구동부; 및 DMD 어레이부 및 DMD 구동부 중 하나 이상의 온도가 일정하게 유지 및 관리되도록 전기적으로 제어하는 냉각 시스템을 포함하는 마스크리스 노광장치를 제공한다.
냉각 시스템은 DMD 구동부의 상부면에 일면이 접촉하는 냉각소자와, DMD 어레이부 및 DMD 구동부 중 하나 이상의 온도가 일정하게 유지 및 관리되도록 냉각소자에 온도 제어신호를 공급하는 온도 제어부를 포함할 수 있다.
냉각 시스템은 냉각소자의 타면에 일면이 접촉하는 방열부재와, DMD 어레이부 및 DMD 구동부 중 하나 이상의 온도를 감지하고 감지된 온도 정보를 온도 제어부에 공급하는 온도 감지부를 포함할 수 있다.
온도 제어부는 온도 감지부를 통해 DMD 어레이부 및 DMD 구동부 중 하나 이상의 온도를 지속적으로 감지하며, 이들 중 하나 이상의 온도가 높으면 냉각소자의 일면의 온도를 낮출 수 있다.
냉각 소자는 펠티에 소자일 수 있다.
방열부재는 평평한 일면과 돌출부를 갖는 타면을 포함하고, 방열부재의 일면은 냉각소자의 타면과 접촉할 수 있다.
방열부재의 타면에는 방열팬이 설치될 수 있다.
방열부재는 기체 또는 액체가 유입 및 방출되는 배관 형태의 방열관과, 방열관 간의 이격 공간에 형성된 통풍로를 포함할 수 있다.
냉각 시스템은 방열부재의 방열관 내부에 냉각소스를 공급하는 방열부재 제어부를 포함할 수 있다.
방열관은 지그재그 형태로 형성될 수 있다.
본 발명은 DMD 어레이를 일정 온도로 유지 및 관리함으로써 열에 의한 변형 최소화와 더불어 수명을 연장할 수 있는 마스크리스 노광장치를 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 DMD 어레이의 열팽창 변화를 관장하는 냉각 시스템을 적용하여 노광시 패턴의 정밀도와 안정성을 향상시킬 수 있는 마스크리스 노광장치를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마스크리스 노광장치를 개략적으로 설명하기 위한 구성도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각 시스템의 구성 예시도.
도 3은 DMD 어레이부, 결합부재 및 냉각소자를 보여주는 도면.
도 4는 결합부재에 의해 결합된 DMD 어레이부와 방열부재의 단면도.
도 5 및 도 6은 방열부재에 부착된 방열팬을 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각 시스템의 구성 예시도.
도 8은 DMD 어레이부, 결합부재 및 냉각소자를 보여주는 도면.
도 9는 결합부재에 의해 결합된 DMD 어레이부와 방열부재의 단면도.
도 10 및 도 11은 방열부재를 보여주는 도면.
도 12는 종래 기술과 본 발명에 따른 냉각 시스템 적용시 조도 강도의 변화를 비교 설명하기 위한 시뮬레이션 그래프.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명은 마스크리스 노광장치에 관한 것으로서, 이는 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD), 유기전계발광소자(Organic Light Emitting Diodes: OLED) 및 플라즈마디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP) 등과 같은 평판표시장치(Flat Panel Display: FPD) 제작시 기판 상에 특정 구조물을 형성할 때 사용된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마스크리스 노광장치를 개략적으로 설명하기 위한 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 마스크리스 노광장치에는 광원부(140), 흡수부(150), 마이크로미러소자(Digital Micro-mirror Device; 이하 DMD) 어레이부(110), DMD 구동부(120) 및 광변조부(130)가 포함된다.
광원부(140)는 DMD 어레이부(110)가 위치하는 방향으로 광을 출사하는 장치이다. 광원부(140)는 고 조도의 레이저 다이오드로 구성되거나 할로겐(Halogen), 제논(Xenon) 또는 듀테륨(Deuterium) 등의 조명 램프로 구성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
흡수부(150)는 DMD 어레이부(110)로부터 반사되는 광을 흡수하는 장치이다.
DMD 구동부(120)는 DMD 어레이부(110)를 제어하는 제어신호를 공급한다. 또한, DMD 구동부(120)는 노광할 이미지를 갖는 데이터 파일을 DMD 어레이부(110)에 전송한다. 그러나, 노광할 이미지는 별도의 장치로부터 DMD 어레이부(110)에 공급될 수도 있다.
DMD 어레이부(110)는 제어신호에 따라 광원부(140)로부터 출사된 광(L)을 반사시키는 미러 픽셀들을 갖는다. DMD 어레이부(110)는 제어신호에 따라 미러 픽셀들이 배열된 각도를 턴온(ON)/턴오프(OFF) 하며 반사 방향을 제어한다. DMD 어레이부(110)가 턴온(ON) 상태일 경우 광원부(140)로부터 출사된 광(L)은 광변조부(130)로 반사된다. 반면, DMD 어레이부(110)가 턴오프(OFF) 상태일 경우 광원부(140)로부터 출사된 광(L)은 광변조부(130)의 외측에 위치하는 흡수부(150)로 반사된다. DMD 어레이부(110)는 위와 같이 DMD 구동부(120)에 의해 구동을 하며 광원부(140)로부터 출사된 광(L)과 제어신호에 따라 내부에 설정된 이미지를 광변조부(130)에 제공하게 된다.
광변조부(130)는 DMD 어레이부(110)의 구동에 의해 반사되는 반사광을 노광할 기판(160)으로 유도 및 조사하는 장치이다. 광변조부(130)에는 광익스펜더(131), 필터(133) 및 프로젝션 렌즈(135)가 포함된다. 여기서, 기판(160) 상에는 포토레지스트 등으로 이루어진 패턴이 형성된 상태이나 이는 미 도시하였다.
광익스펜더(131)는 DMD 어레이부(110)에 의해 반사된 반사광을 확대한다. 필터(133)는 광익스펜더(131)를 통해 출사된 반사광을 사각형의 스팟 형상에서 원형의 스팟 형상으로 전환한다. 프로젝션 렌즈(135)는 필터(133)를 통해 출사된 반사광을 기판(160)에 조사한다. 이와 같은 구성에 의해 DMD 어레이부(110)의 이미지는 광익스펜더(131)에 의해 확장되고 필터(133)에 의해 형상이 전환되며 프로젝션 렌즈(135)에 의해 기판(160) 상에 투영된다.
스테이지(180)는 기판(160)이 안착되는 장치이다. 스테이지(180)는 노광 방식에 따라 DMD 어레이부(110)에 설정된 이미지에 대응하여 기판(160) 상에 형성된 감광재료가 노광 되도록 전후/좌우로 이동할 수 있다. 이와 달리, 스테이지(180)가 고정된 방식일 경우, DMD 어레이부(110) 및 광변조부(130)가 스캔하듯이 이동할 수도 있다.
위와 같은 구성에 의해 기판(160) 상에 반사광이 투영되면 기판(160) 상에 형성된 감광재료가 노광 되므로, 기판(160) 상에는 DMD 어레이부(110)에 설정된 이미지의 형상에 대응되는 패턴이 형성될 수 있다.
한편, 마스크리스 노광장치는 노광 시 최대 60℃ 까지 상승한다. 이에 따라, 마스크리스 노광장치는 DMD 어레이부의 온도 상승에 의해 수명이 저하되거나 열변형이 발생할 수 있다. DMD 어레이부에 열변형이 발생하면 기판에 입사되는 조도의 분포가 저하됨은 물론 크로스토크가 발생하여 패턴의 품질을 저하시키게 된다. 본 발명은 DMD 어레이부의 온도 상승을 억제하고 일정한 온도를 유지하기 위해 다음과 같은 냉각 시스템을 사용한다.
<제1실시예>
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각 시스템의 구성 예시도이고, 도 3은 DMD 어레이부, 결합부재 및 냉각소자를 보여주는 도면이며, 도 4는 결합부재에 의해 결합된 DMD 어레이부와 방열부재의 단면도이고, 도 5 및 도 6은 방열부재에 부착된 방열팬을 보여주는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각 시스템에는 결합부재(200), 냉각소자(400), 방열부재(300), 온도 감지부(700) 및 온도 제어부(600)가 포함된다.
DMD 어레이부(110)의 상부에는 DMD 구동부(120)가 위치한다. 도시된 도면에서 DMD 구동부(120)는 DMD 어레이부(110)의 중앙에 위치하며 DMD 어레이부(110)의 크기보다 작은 것을 일례로 하였으나 이에 한정되지 않는다.
DMD 구동부(120)의 상부에는 결합부재(200)가 위치한다. 결합부재(200)는 DMD 구동부(120)와 냉각소자(400)가 면접촉할 수 있도록 결합을 돕는 역할을 한다.
결합부재(200)의 상부에는 냉각소자(400)가 위치한다. 냉각소자(400)는 펠티에 소자로 이루어질 수 있다. 펠티에 소자는 2 종류의 금속으로 구성된다. 펠티에 소자는 금속 접합부에 특정 전류가 공급되면 일면의 열을 타면으로 이동시키는 역할을 한다. 냉각소자(400)는 DMD 구동부(120) 및 DMD 어레이부(110) 중 하나 이상의 온도를 떨어트리는 역할을 한다. 냉각소자(400)는 DMD 구동부(120) 및 DMD 어레이부(110) 중 하나 이상의 온도를 효율적으로 떨어트리기 위해 일면이 이들 중 하나 이상의 면과 접촉하도록 설치된다.
냉각소자(400)의 상부에는 방열부재(300)가 위치한다. 방열부재(300)는 냉각소자(400)의 타면에 형성된 열을 방출하는 역할을 한다. 냉각소자(400)가 펠티에 소자로 이루어진 경우, DMD 구동부(120)의 상부면과 접촉하는 일면의 온도는 낮게 형성되지만 그 반대 면인 타면의 온도는 높게 형성된다. 따라서, 방열부재(300)는 냉각소자(400)의 타면 온도를 낮추는 역할을 한다. 방열부재(300)는 냉각소자(400)의 타면과 접촉하는 일면이 평평하다. 반면, 방열부재(300)는 냉각소자(400)의 타면과 비접촉하는 일면이 돌출된 형상을 갖는 등 다양하게 형성된다.
DMD 어레이부(110) 또는 DMD 구동부(120)에는 온도를 감지하는 온도 감지부(700)가 설치된다. 온도 감지부(700)는 DMD 어레이부(110) 또는 DMD 구동부(120)의 온도를 감지하고 온도 정보(TI)를 온도 제어부(600)에 공급한다. 제1실시예에서는 온도 감지부(700)가 DMD 어레이부(110)에 설치된 것을 일례로 한 것이다. 그러나, 냉각소자(400)만으로도 DMD 어레이부(110) 또는 DMD 구동부(120)의 온도를 감지할 수 있는 경우 이는 생략될 수도 있다.
온도 제어부(600)는 냉각소자(400) 또는 온도 감지부(700)를 통해 제공된 온도 정보(TI)를 기반으로 냉각소자(400)를 제어한다. 온도 제어부(600)는 온도 정보(TI)를 분석하여 냉각소자(400)의 일면의 온도가 내부에 설정된 온도보다 높으면 냉각소자(400)의 일면의 온도를 낮출 수 있는 전류의 형태로 온도 제어신호(CS)를 출력한다. 온도 제어부(600)는 온도 감지부(700)를 통해 초, 분 또는 시간 단위로 온도 정보(TI)를 지속적으로 제공받으며 냉각소자(400)의 일면의 온도를 균일하게 유지 및 관리한다.
도 3에 도시된 바와 같이 DMD 어레이부(110)와 방열부재(300)는 결합부재(200)에 의해 결합되어 도 4에 도시된 바와 같이 일체화된다. 이를 위해, 결합부재(200)에는 DMD 구동부(120) 및 냉각소자(400)의 위치, 크기 및 깊이에 대응되는 관통부(H)가 형성된다. 이 경우, DMD 구동부(120)와 냉각소자(400)는 결합부재(200)의 관통부(H)에 수납된다. 그리고 DMD 어레이부(110), 결합부재(200) 및 방열부재(300)는 유사 또는 동일한 크기(평면 상에서 보았을 때의 크기)를 갖는다. 이 경우, 결합부재(200)에 의해 DMD 어레이부(110)와 방열부재(300)가 일체화된 것과 같이 조립되면 외부에서는 DMD 구동부(120)와 냉각소자(400)가 보이지 않는 상태 즉 밀봉된 상태가 된다.
결합부재(200)는 열전도율이 좋은 금속 재질 예컨대 구리, 은, 동 등이 선택될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 결합부재(200)에 의해 DMD 어레이부(110)와 방열부재(300)가 일체화된 것과 같이 조립되면 DMD 어레이부(110) 및 DMD 구동부(120)에 형성된 열은 냉각소자(400)에 의해 보다 효율적으로 떨어지게 된다.
도 5에 도시된 바와 같이 방열부재(300)는 냉각소자(400)의 타면에 형성된 열을 효율적으로 방열할 수 있도록 기저면으로부터 돌출된 방열핀(301)과 방열핀(301) 간의 이격 공간에 형성된 통풍구(302)를 가질 수 있다. 방열핀(301)을 구성하는 돌출부의 높이는 모두 일정하거나 비일정할 수 있다. 방열부재(300)의 상부에는 방열부재(300)에 형성된 열을 방출시키는 방열팬(500)이 더 설치될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이 방열부재(300) 및 방열팬(500)이 형성된 경우, 냉각소자(400)의 타면에 형성된 열은 물론 DMD 어레이부(110) 및 DMD 구동부(120)에 의해 형성된 열을 빠른 시간 내에 떨어트릴 수 있게 된다. 이는 방열부재(300) 및 방열팬(500)의 조합된 구조가 냉각소자(400)의 타면에 형성된 열의 발산을 효과적으로 도울 수 있기 때문이다.
한편, 도면에 도시되어 있진 않지만 DMD 구동부(120)의 상부면과 냉각소자(400)의 일면에는 이들의 접촉을 돕는 도전성 접착제(예컨대 은 페이스트)가 위치할 수 있다. 그리고 도전성 접착제는 냉각소자(400)의 타면과 방열부재(300)의 하부면 사이에도 위치할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
<제2실시예>
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각 시스템의 구성 예시도이고, 도 8은 DMD 어레이부, 결합부재 및 냉각소자를 보여주는 도면이며, 도 9는 결합부재에 의해 결합된 DMD 어레이부와 방열부재의 단면도이고, 도 10 및 도 11은 방열부재를 보여주는 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각 시스템에는 결합부재(200), 냉각소자(400), 방열부재(300), 온도 감지부(700), 온도 제어부(600) 및 방열부재 제어부(800)가 포함된다.
DMD 어레이부(110)의 상부에는 DMD 구동부(120)가 위치한다. 도시된 도면에서 DMD 구동부(120)는 DMD 어레이부(110)의 중앙에 위치하며 DMD 어레이부(110)의 크기보다 작은 것을 일례로 하였으나 이에 한정되지 않는다.
DMD 구동부(120)의 상부에는 결합부재(200)가 위치한다. 결합부재(200)는 DMD 구동부(120)와 냉각소자(400)가 면접촉할 수 있도록 결합을 돕는 역할을 한다.
결합부재(200)의 상부에는 냉각소자(400)가 위치한다. 냉각소자(400)는 펠티에 소자로 이루어질 수 있다. 펠티에 소자는 2 종류의 금속으로 구성된다. 펠티에 소자는 금속 접합부에 특정 전류가 공급되면 일면의 열을 타면으로 이동시키는 역할을 한다. 냉각소자(400)는 DMD 구동부(120) 및 DMD 어레이부(110) 중 하나 이상의 온도를 떨어트리는 역할을 한다. 냉각소자(400)는 DMD 구동부(120) 및 DMD 어레이부(110) 중 하나 이상의 온도를 효율적으로 떨어트리기 위해 일면이 이들 중 하나 이상의 면과 접촉하도록 설치된다.
냉각소자(400)의 상부에는 방열부재(300)가 위치한다. 방열부재(300)는 냉각소자(400)의 타면에 형성된 열을 방출하는 역할을 한다. 냉각소자(400)가 펠티에 소자로 이루어진 경우, DMD 구동부(120)의 상부면과 접촉하는 일면의 온도는 낮게 형성되지만 그 반대 면인 타면의 온도는 높게 형성된다. 방열부재(300)는 냉각소자(400)의 타면과 접촉하는 일면이 평평하다. 반면, 방열부재(300)는 냉각소자(400)의 타면과 비접촉하는 일면이 돌출된 형상을 갖는 등 다양하게 형성된다.
DMD 어레이부(110) 또는 DMD 구동부(120)에는 온도를 감지하는 온도 감지부(700)가 설치된다. 온도 감지부(700)는 DMD 어레이부(110) 또는 DMD 구동부(120)의 온도를 감지하고 온도 정보(TI)를 온도 제어부(600)에 공급한다. 제1실시예에서는 온도 감지부(700)가 DMD 어레이부(110)에 설치된 것을 일례로 한 것이다. 그러나, 냉각소자(400)만으로도 DMD 어레이부(110) 또는 DMD 구동부(120)의 온도를 감지할 수 있는 경우 이는 생략될 수도 있다.
온도 제어부(600)는 냉각소자(400) 또는 온도 감지부(700)를 통해 제공된 온도 정보(TI)를 기반으로 냉각소자(400)를 제어한다. 온도 제어부(600)는 온도 정보(TI)를 분석하여 냉각소자(400)의 일면의 온도가 내부에 설정된 온도보다 높으면 냉각소자(400)의 일면의 온도를 낮출 수 있는 전류의 형태로 온도 제어신호(CS)를 출력한다. 온도 제어부(600)는 온도 감지부(700)를 통해 초, 분 또는 시간 단위로 온도 정보(TI)를 지속적으로 제공받으며 냉각소자(400)의 일면의 온도를 균일하게 유지 및 관리한다.
방열부재 제어부(800)는 방열부재(300)의 방열 기능을 증진 시키는 역할을 한다. 방열부재 제어부(800)는 방열부재(300)의 내부에 냉각소스(CL)를 공급하여 방열부재(300)의 방열 기능을 증진 시킨다. 냉각소스(CL)는 공냉에 사용되는 기체(공기, 산소, 질소 등) 또는 수냉에 사용되는 액체(물, 질소 등)를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
도 8에 도시된 바와 같이 DMD 어레이부(110)와 방열부재(300)는 결합부재(200)에 의해 결합되어 도 9에 도시된 바와 같이 일체화된 것과 같이 조립된다. 이를 위해, 결합부재(200)에는 DMD 구동부(120) 및 냉각소자(400)의 위치, 크기 및 깊이에 대응되는 관통부(H)가 형성된다. 이 경우, DMD 구동부(120)와 냉각소자(400)는 결합부재(200)의 관통부(H)에 수납된다. 그리고 DMD 어레이부(110), 결합부재(200), 냉각소자(400) 및 방열부재(300)는 유사 또는 동일한 크기(평면 상에서 보았을 때의 크기)를 갖는다. 이 경우, 결합부재(200)에 의해 DMD 어레이부(110)와 방열부재(300)가 일체화된 것과 같이 조립되면 외부에서는 DMD 구동부(120)가 보이지 않는 상태 즉 밀봉된 상태가 된다.
결합부재(200)는 열전도율이 좋은 금속 재질 예컨대 구리, 은, 동 등이 선택될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 결합부재(200)에 의해 DMD 어레이부(110)와 방열부재(300)가 일체화된 것과 같이 조립되면 DMD 어레이부(110) 및 DMD 구동부(120)에 형성된 열은 냉각소자(400)에 의해 보다 효율적으로 떨어지게 된다.
도 10에 도시된 바와 같이 방열부재(300)는 냉각소자(400)의 타면에 형성된 열을 효율적으로 방열할 수 있도록 기체 또는 액체가 유입(IN) 및 방출(OUT)되는 배관 형태의 방열관(305)과 방열관(305) 간의 이격 공간에 형성된 통풍로(307)를 가질 수 있다. 방열부재 제어부(800)는 방열부재(300)의 방열관(305) 내부에 냉각소스(CL)를 공급하여 방열부재(300)의 방열 기능을 증진 시킨다. 방열관(305)을 구성하는 배관은 방열부재(300)의 타면에 지그재그 형태로 형성된 것을 일례로 하였지만 이에 한정되지 않는다.
도 11에 도시된 바와 같이 방열부재(300)가 도 10과 같이 형성된 경우, 냉각소자(400)의 타면에 형성된 열은 물론 DMD 어레이부(110) 및 DMD 구동부(120)에 의해 형성된 열을 빠른 시간 내에 떨어트릴 수 있게 된다. 이는 방열부재(300)의 냉각 방식이 냉각소자(400)의 타면에 형성된 열의 발산을 효과적으로 도울 수 있기 때문이다.
한편, 도면에 도시되어 있진 않지만 DMD 구동부(120)의 상부면과 냉각소자(400)의 일면에는 이들의 접촉을 돕는 도전성 접착제(예컨대 은 페이스트)가 위치할 수 있다. 그리고 도전성 접착제는 냉각소자(400)의 타면과 방열부재(300)의 하부면 사이에도 위치할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
도 12는 종래 기술과 본 발명에 따른 냉각 시스템 적용시 조도 강도의 변화를 비교 설명하기 위한 시뮬레이션 그래프이다.
도 12에서 종래 기술(Cooling 적용 전)은 DMD 구동부에 통상의 방열판이 부착된 구조가 적용된 것이고, 본 발명(Cooling 적용 후)은 제1실시예의 구조가 적용된 것이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 종래 기술은 열변형이 비효율적으로 억제됨에 따라 조도 강도의 변화가 심하게 나타나는 것으로 나타났다. 반면, 본 발명은 열변형이 효율적으로 억제됨에 따라 조도 강도의 변화가 비교적 약하게 나타나는 것으로 나타났다. 이에 따르면, 종래 기술은 조도 분포의 열화가 심하게 발생함에 따라 패턴의 품질(또는 성능)에 저하가 예견된다. 반면, 본 발명은 조도 분포의 열화가 비교적 약하게 발생함에 따라 패턴의 품질(또는 성능)이 종래 기술 대비 개선될 것으로 예견된다.
이상 본 발명은 DMD 어레이를 일정 온도로 유지 및 관리함으로써 열에 의한 변형 최소화와 더불어 수명을 연장할 수 있는 마스크리스 노광장치를 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 DMD 어레이의 열팽창 변화를 관장하는 냉각 시스템을 적용하여 노광시 패턴의 정밀도와 안정성을 향상시킬 수 있는 마스크리스 노광장치를 제공하는 효과가 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 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. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: DMD 어레이부 120: DMD 구동부
140: 광원부 150: 흡수부
130: 광변조부 200: 결합부재
400: 냉각소자 300: 방열부재
700: 온도 감지부 600: 온도 제어부
800: 방열부재 제어부

Claims (12)

  1. DMD 어레이부;
    상기 DMD 어레이부를 구동하는 DMD 구동부;
    상기 DMD어레이부로부터 반사되는 광을 흡수하는 흡수부; 및
    상기 DMD 어레이부 및 상기 DMD 구동부 중 하나 이상의 온도가 일정하게 유지 및 관리되도록 전기적으로 제어하는 냉각 시스템을 포함하고,
    상기 냉각 시스템은
    상기 DMD 구동부의 상부면에 일면이 접촉하는 냉각소자와,
    상기 냉각소자의 타면에 일면이 접촉하는 방열부재와,
    상기 DMD 구동부의 상부면에 위치하고 상기 DMD 구동부와 상기 냉각소자의 면접촉을 돕기 위해 상기 냉각소자가 삽입되는 관통부를 가지며 상기 DMD 어레이부, 상기 DMD 구동부 및 상기 방열부재를 일체화 형태로 조립시키는 결합부재와,
    상기 DMD 어레이부 및 상기 DMD 구동부 중 하나 이상의 온도가 일정하게 유지 및 관리되도록 상기 냉각소자에 온도 제어신호를 공급하는 온도 제어부와,
    상기 DMD 어레이부 및 상기 DMD 구동부 중 하나 이상의 온도를 감지하고 감지된 온도 정보를 상기 온도 제어부에 공급하는 온도 감지부를 포함하고,
    상기 냉각소자는 상기 관통부를 통하여 상기 DMD 구동부와 직접 접촉하고,
    상기 결합부재는 구리, 은, 동의 금속 재질을 포함하는 마스크리스 노광장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 온도 제어부는
    상기 온도 감지부를 통해 상기 DMD 어레이부 및 상기 DMD 구동부 중 하나 이상의 온도를 지속적으로 감지하며, 이들 중 하나 이상의 온도가 높으면 상기 냉각소자의 일면의 온도를 낮추는 것을 특징으로 하는 마스크리스 노광장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 소자는
    펠티에 소자인 것을 특징으로 하는 마스크리스 노광장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 방열부재는
    평평한 일면과 돌출부를 갖는 타면을 포함하고,
    상기 방열부재의 일면은 상기 냉각소자의 타면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 마스크리스 노광장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 방열부재의 타면에는
    방열팬이 설치된 것을 특징으로 하는 마스크리스 노광장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 방열부재는
    기체 또는 액체가 유입 및 방출되는 배관 형태의 방열관과,
    상기 방열관 간의 이격 공간에 형성된 통풍로를 포함하는 마스크리스 노광장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 냉각 시스템은
    상기 방열부재의 상기 방열관 내부에 냉각소스를 공급하는 방열부재 제어부를 포함하는 마스크리스 노광장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 방열관은
    지그재그 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 마스크리스 노광장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
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