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KR20080053487A - 디지털 노광장치 - Google Patents

디지털 노광장치 Download PDF

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KR20080053487A
KR20080053487A KR1020087008154A KR20087008154A KR20080053487A KR 20080053487 A KR20080053487 A KR 20080053487A KR 1020087008154 A KR1020087008154 A KR 1020087008154A KR 20087008154 A KR20087008154 A KR 20087008154A KR 20080053487 A KR20080053487 A KR 20080053487A
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KR
South Korea
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standby stage
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KR1020087008154A
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아키히로 하시구치
카즈히로 테라다
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후지필름 가부시키가이샤
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Abstract

화상정보에 기초하여 변조된 광빔에 의해 기록매체를 노광하여 화상을 기록하는 디지털 노광장치가 개시되어 있다. 이 디지털 노광장치는 상기 기록매체를 반송하면서 상기 기록매체 상에 주사노광을 행하는 노광유닛, 상기 기록매체의 반송방향과 직교하는 방향으로 설치되어 상기 기록매체를 반송경로를 따라 반송하는 반송유닛, 상기 반송경로의 한쪽에 설치되어 노광전의 상기 기록매체를 대기시키는 제 1 대기 스테이지, 상기 반송경로의 다른 쪽에 설치되어 노광완료 기록매체를 대기시키는 제 2 대기 스테이지, 및 상기 대기 스테이지로부터 상기 기록매체를 수취하여 상기 기록매체의 표리를 반전시키는 반전유닛을 구비하고 있다.
Figure P1020087008154
디지털 노광장치

Description

디지털 노광장치{DIGITAL EXPOSURE APPARATUS}
본 발명은 디지털 노광장치에 관한 것으로서, 특히 기록매체의 양면에 디지털 노광을 행하는 양면 디지털 노광장치에 관한 것이다.
종래로부터 프린트 기판의 회로패턴 형성이나 SR 형성의 아날로그 양산 양면 자동라인에서는 1대의 노광기로 1매의 마스크 필름을 장전하여 기판의 한 면에 노광하기 때문에, 통상적으로 노광기+표리 반전기+노광기로 한 탠덤 구성, 즉 노광기 2대와 표리 반전기 1대로 라인이 구축되어 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
상기한 바와 같이 마스크 필름을 이용하여 기판의 양면에 노광을 행하는 소위 아날로그 방식의 노광장치에 있어서는 사진의 확대와 같은 원리가 사용되므로 노광영역의 일부만을 확대·축소·변형하는 등의 가공처리를 행할 수는 없다. 또한, 노광의 전단에서 기판의 얼라이먼트를 행하고, 그 기판에 대하여 노광을 행하기 때문에, 복수의 기판에 대하여 동시 병행처리를 행할 수 없다는 결점이 있다.
한편, 디지털 광학계를 이용하여, 화상 데이터에 기초하여 변조된 광빔으로 기판에 노광을 행하는 소위 디지털 노광기에 있어서는, 노광시에 마스크 필름을 필요로 하지 않고, 표리면의 데이터의 교환만으로 노광할 수 있기 때문에, 1대의 노광기에 기판을 반전시키는 반전기를 접속하면, 그것만으로 양면 노광이 가능해 진 다.
그러나, 디지털 노광기는 아날로그 노광기와 비교하여, 광원, 디지털 광학계(DMD, 폴리곤 등) 및 화상처리계의 기능에 요하는 비용이 높기 때문에, 노광기 2대의 탠덤 구성으로 시스템을 조립한 경우의 비용은 노광기 1대로 구성한 양면 노광 시스템에 비하여 대폭 높아지는 결점이 있다(예컨대, 특허문헌 2 참조).
예컨대, 도 14와 같이, 노광기(402)로 표면을 노광하고, 반송된 기판(401)을 반전기(404)로 표리 반전하고, 노광기(406)로 이면을 노광함으로써 표리 양면에 노광을 행할 수 있다.
그러나, 특허문헌 2의 구성에서는 라인 전체에서 고가의 노광기가 2대 필요하기 때문에, 양면 시스템으로는 비용이 높아져 버린다.
상기한 바와 같이, 종래는 노광처리 능력과 장치의 비용이 트레이드 오프가 되는 관계가 일반적이었지만, 본 발명의 목적은 상기 문제를 해결하기 위해서 저렴하고 처리능력이 높은 디지털 노광장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
특허문헌 1: 일본 특허공개 2004-205632호 공보
특허문헌 2: 일본 특허공개 2002-341550호 공보
본 발명은 상기 사실을 고려하여, 저렴하고 처리능력이 높은 디지털 노광장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 한 실시형태에 의하면, 화상정보에 기초하여 변조된 광빔에 의해 기록매체를 노광하여 화상을 기록하는 디지털 노광장치로서, 상기 기록매체를 반송하면서 상기 기록매체 상에 주사노광을 행하는 노광유닛, 상기 노광유닛에 의한 상기 기록매체의 반송방향과 직교하는 방향으로 설치되어 상기 기록매체를 반송경로를 따라 반송하는 반송유닛, 상기 반송경로의 한쪽에 설치되어 노광 전의 상기 기록매체를 대기시키는 제 1 대기 스테이지, 상기 반송경로의 다른 쪽에 설치되어 노광 완료된 기록매체를 대기시키는 제 2 대기 스테이지, 및 상기 대기 스테이지로부터 상기 기록매체를 수취하여 상기 기록매체의 표리를 반전시키는 반전유닛을 구비한 디지털 노광장치를 제공한다.
본 발명의 다른 형태에 의하면, 화상정보에 기초하여 변조된 광빔에 의해 기록매체를 노광하여 화상을 기록하는 디지털 노광장치로서, 상기 기록매체를 반송하면서 상기 기록매체 상에 주사노광을 행하는 노광유닛, 상기 노광유닛에 의한 상기 기록매체의 반송방향과 직교하는 방향으로 설치되어 상기 기록매체를 반송경로를 따라 반송하는 반송유닛, 상기 반송경로의 한쪽에 설치되어 노광전의 상기 기록매체를 대기시키는 제 1 대기 스테이지, 상기 반송경로의 다른 쪽에 설치되어 노광 완료된 기록매체를 대기시키는 제 2 대기 스테이지, 및 상기 대기 스테이지로부터 상기 기록매체를 수취하여 상기 기록매체의 표리를 반전시키는 반전유닛을 구비하고 있고, 상기 노광유닛은 노광되는 상기 기록매체가 적재되어 왕복 이동하는 노광 스테이지를 구비하고 있고, 상기 노광 스테이지 상에서 n매째의 기록매체가 표면 노광을 마친 후, 상기 제 1 대기 스테이지 상에 있는 n+1매째의 기록매체와 상기 n매째의 기록매체는 각각 동시에 상기 노광 스테이지와 상기 제 2 대기 스테이지로 상기 반송유닛에 의해 반송되고, 상기 n+1매째의 기록매체가 상기 노광 스테이지 상에서 표면이 노광되는 중에, 상기 n매째의 기록매체는 상기 제 2 대기 스테이지로부터 상기 반전유닛으로 반송되어 표리 반전된 후 재차 상기 제 2 대기 스테이지로 반송되고, 표면 노광을 마친 상기 n+1매째의 기록매체가 상기 제 1 대기 스테이지로 반송됨과 동시에, 상기 n매째의 기록매체는 상기 노광 스테이지로 반송되고, 다음에 상기 n매째의 기록매체는 상기 노광 스테이지 상에서 이면이 노광되고, 이면 노광 종료 후의 상기 n매째의 기록매체는 상기 노광 스테이지로부터 상기 제 2 대기 스테이지를 경유하여 기외로 반출됨과 아울러, 상기 n+1매째의 기록매체는 상기 노광 스테이지를 통과하여 상기 제 2 대기 스테이지로 반송되고, 또한 n+2매째의 기록매체는 상기 제 1 대기 스테이지로 반입되도록 구성된 디지털 노광장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 형태에 의하면, 화상 정보에 기초하여 변조된 광빔에 의해 기록매체를 노광하여 화상을 기록하는 디지털 노광장치로서, 상기 기록매체를 반송하면서 상기 기록매체 상에 주사노광을 행하는 노광유닛, 상기 노광유닛에 의한 상기 기록매체의 반송방향과 직교하는 방향으로 설치되어 상기 기록매체를 반송경로를 따라 반송하는 반송유닛, 상기 반송경로의 한쪽에 설치되어 노광전의 상기 기록매체를 대기시키는 제 1 대기 스테이지, 상기 반송경로의 다른 쪽에 설치되어 노광 완료된 기록매체를 대기시키는 제 2 대기 스테이지, 및 상기 대기 스테이지로부터 상기 기록매체를 수취하여 상기 기록매체의 표리를 반전시키는 반전유닛을 구비하고 있고, 상기 노광유닛은 노광되는 상기 기록매체가 적재되어 왕복 이동하는 노광 스테이지를 구비하고, 상기 반전유닛은 상기 반송계로의 상기 제 2 대기 스테이지에 가까운 단부에 설치된 제 1 반전유닛과, 상기 반송계로의 상기 제 1 대기 스테이지에 가까운 단부에 설치된 제 2 반전유닛을 포함하고 있고, 상기 노광 스테이지 상에서 n매째의 기록매체가 표면 노광이 종료된 후, 상기 제 1 대기 스테이지 상에 있는 n+1매째의 기록매체와 상기 n매째의 기록매체는 각각 동시에 상기 노광 스테이지와 상기 제 2 대기 스테이지로 상기 반송유닛에 의해 반송되고, 상기 n+1매째의 기록매체가 상기 노광 스테이지 상에서 표면이 노광되는 중에 상기 n매째의 기록매체는 상기 제 2 대기 스테이지로부터 상기 제 1 반전유닛으로 반송되어 표리 반전된 후 재차 상기 제 2 대기 스테이지로 반송되고, 표면 노광을 마친 상기 n+1매째의 기록매체가 상기 제 1 대기 스테이지로 반송됨과 동시에, 상기 n매째의 기록매체는 상기 노광 스테이지로 반송되고, 다음에 상기 n매째의 기록매체는 상기 노광유닛 상에서 이면이 노광되고, 상기 n+1매째의 기록매체는 상기 제 1 대기 스테이지로부터 상기 제 2 반전유닛으로 반송되어 표리 반전된 후 재차 상기 제 1 대기 스테이지로 반송되고, 이면 노광 종료 후의 상기 n매째의 기록매체는 상기 노광 스테이지로부터 상기 제 2 대기 스테이지를 경유하여 기외로 반출됨과 아울러, 상기 n+1매째의 기록매체는 상기 제 1 대기 스테이지로부터 상기 노광 스테이지로 반송되어 이면이 노광되고, 또한 n+2매째의 기록매체가 상기 제 1 대기 스테이지로 반입되도록 구성된 디지털 노광장치가 제공된다.
본 발명은 상기 구성으로 함으로써, 저비용이고 처리 능력이 높은 디지털 노광장치로 할 수 있었다.
도 1은 본 발명에 따른 레이저 노광장치와 기판 반송장치가 수용된 하우징을 나타내는 일부 파단 개략 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 레이저 노광장치와 기판 반송장치를 나타내는 개략 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 레이저 노광장치와 기판 반송장치를 나타내는 개략 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 레이저 노광장치의 개략 사시도이다.
도 5A는 본 발명에 따른 노광헤드에 의한 노광영역 및 노광헤드의 배열 패턴을 나타내는 평면도이다.
도 5B는 본 발명에 따른 노광헤드에 의한 노광영역 및 노광헤드의 배열 패턴을 나타내는 평면도이다.
도 6A는 본 발명에 따른 노광 시스템을 나타내는 도이다.
도 6B는 본 발명에 따른 노광 시스템을 나타내는 도이다.
도 7A는 본 발명에 따른 노광 시스템의 기판 노광과 반전 순서를 나타내는 도이다.
도 7B는 본 발명에 따른 노광 시스템의 기판 노광과 반전 순서를 나타내는 도이다.
도 7C는 본 발명에 따른 노광 시스템의 기판 노광과 반전 순서를 나타내는 도이다.
도 7D는 본 발명에 따른 노광 시스템의 기판 노광과 반전 순서를 나타내는 도이다.
도 7E는 본 발명에 따른 노광 시스템의 기판 노광과 반전 순서를 나타내는 도이다.
도 7F는 본 발명에 따른 노광 시스템의 기판 노광과 반전 순서를 나타내는 도이다.
도 8A는 본 발명에 따른 반전기의 구조를 나타내는 도이다.
도 8B는 본 발명에 따른 반전기의 구조를 나타내는 도이다.
도 9A는 본 발명에 따른 반전기의 동작을 나타내는 도이다.
도 9B는 본 발명에 따른 반전기의 동작을 나타내는 도이다.
도 9C는 본 발명에 따른 반전기의 동작을 나타내는 도이다.
도 9D는 본 발명에 따른 반전기의 동작을 나타내는 도이다.
도 9E는 본 발명에 따른 반전기의 동작을 나타내는 도이다.
도 10A는 본 발명에 따른 턴테이블을 나타내는 도이다.
도 10B는 본 발명에 따른 턴테이블을 나타내는 도이다.
도 11A는 본 발명에 따른 얼라이먼트 마크의 배치를 나타내는 도이다.
도 11B는 본 발명에 따른 얼라이먼트 마크의 배치를 나타내는 도이다.
도 12는 본 발명에 따른 얼라이먼트 마크의 배치를 나타내는 도이다.
도 13은 본 발명에 따른 얼라이먼트 마크의 배치를 나타내는 도이다.
도 14는 종래의 양면 노광 시스템을 나타내는 도이다.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명 ***
100: 레이저 노광장치(화상형성장치)
110: 스테이지 부재(스테이지부)
200: 기판재료(기판)
300: 반전기
310: 제 1 대기 스테이지
312: 제 2 대기 스테이지
320: 턴테이블
330: 얼라이먼트 마크
이하, 본 발명의 최량의 실시형태를 도면에 나타내는 실시예를 기초로 하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 디지털 노광장치로서의 레이저 노광장치와 기판 반송장치가 수용된 하우징을 나타내는 일부 파단 개략 사시도이고, 도 2는 하우징을 제거한 상태의 기판 반송장치와 레이저 노광장치를 나타내는 개략 사시도이고, 도 3은 마찬가지로 개략 평면도다. 그리고, 도 4는 레이저 노광장치의 개략 사시도이다.
<레이저 노광장치의 구성>
우선, 최초로 레이저 노광장치(100)에 대해서 설명한다. 이 레이저 노광장치(100)는 프린트 배선기판(액정 모니터용 기판 등이어도 좋음)의 재료가 되는 박판상의 기판재료(200)를 화상정보에 의해 변조된 레이저빔에 의해 노광하고, 그 기판재료(200)에 있어서의 묘화영역에 프린트 배선기판의 배선 패턴에 대응하는 화 상(잠상)을 형성하는 것이다.
기판재료(200)에는 그 노광면(상면)(202)에 미리 배선 패턴에 대응하는 잠상이 형성되는 복수의 묘화영역(도시 생략)이 설정되어 있고, 이들 복수의 묘화영역에 각각 대응하는 복수조의 얼라이먼트 마크(도시 생략)가 형성되어 있다. 또한, 이하에 있어서, 스테이지 부재(110)의 이동방향을 부주사 방향(도 4에 있어서 화살표 S로 나타냄)으로 하고, 이것과 직교하는 방향을 주주사 방향(도 4에 있어서 화살표 M으로 나타냄)으로 한다.
도 2 내지 도 4에 나타내듯이, 레이저 노광장치(100)에는 소정의 두께로 형성된 지지기대(102)가 설치되어 있다. 지지기대(102)는 그 상면 형상이 기판재료(200)에 대한 부주사 방향을 길이 방향으로 하는 약 장방형상으로 되어 있고, 진동이 차단되도록 방진 고무(104) 등을 통해서 플로어 상에 수평으로 설치되어 있다. 기판재료(200)는 지지기대(102)의 전단에 설치된 제 1 대기 스테이지(310)로부터 반송되어 지지기대(102) 상에서 노광 종료된 후, 후단에 설치된 제 2 대기 스테이지(312)로 반송된다.
또한, 지지기대(102)의 상면부에는 한 쌍의 가이드 레일(106)이 부주사 방향과 평행하게 설치되고 있어, 그 가이드 레일(106) 상에는 기판 적재용 스테이지 부재(110)가 이동가능하게 배치되어 있다. 스테이지 부재(110)는 그 상면 형상이 기판재료(200)에 대한 부주사 방향을 길이 방향으로 하는 약 장방형상으로 되어 있고, 그 하면에서, 또한 네 모서리에는 각각 부주사 방향을 따라서 직선적으로 연신하는 단면에서 보았을 때 대략 역「凹)」자 형상의 가이드 부재(108)가 부착되어 있다. 그리고, 이들 가이드 부재(108)는 가이드 레일(106)에 슬라이딩 가능하게 감합되어 있다.
또한, 한 쌍의 가이드 레일(106) 사이에는 지지기대(102) 상에 고정된 베어링 등의 베어링(도시하지 않음)을 통해서 볼 나사(112)가 부주사 방향을 따라서(가이드 레일(106)과 평행하게) 설치되어 있다. 볼 나사(112)의 일단에는 볼 나사(112)를 회전 구동하는 구동 모터(114)가 설치되어 있다. 그리고, 스테이지 부재(110)의 하면 중앙에는 그 볼 나사(112)가 나사결합하는 통형상 부재(도시하지 않음)가 부주사 방향을 따라 설치되어 있다. 따라서, 스테이지 부재(110)는 구동 모터(114)에 의해 볼 나사(112)가 정반대 방향으로 회전함으로써, 통형상 부재를 통해서 한 쌍의 가이드 레일(106)을 따라 진퇴(왕복) 이동가능하게 되는 구성이다.
또한, 지지기대(102) 상의 부주사 방향 대략 중앙에는 스테이지 부재(110)를 걸치도록 하여, 정면에서 보았을 때 대략 역「凹)」자 형상의 지지 게이트(116)가 세워서 설치되어 있다. 이 지지 게이트(116)의 소정 위치에는 기판재료(200) 상에 설치된 복수조의 얼라이먼트 마크를 읽어내기 위한 복수(예컨대 4대)의 CCD 카메라(118)가 설치되어 있다. 각 CCD 카메라(118)는 촬상시의 광원으로서 1회의 발광 시간이 매우 짧은 스트로브를 내장하고 있고, 이 스트로브의 발광시만 촬상이 가능해 지도록 그 감도가 조정되어 있다.
따라서, 각 CCD 카메라(118)는 그 광축 상에 위치하는 촬상 위치를 스테이지 부재(110)가 통과할 때에, 소정의 타이밍에서 스트로브를 발광시킴으로써 기판재료(200)에 있어서의 얼라이먼트 마크를 포함하는 촬상 범위를 각각 촬상하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 각 CCD 카메라(118)는 기판재료(200)의 폭 방향(주주사 방향)을 따라서 각각 다른 영역을 촬상 범위로 하고 있고, 촬상 대상이 되는 기판재료(200)에 형성된 복수조의 얼라이먼트 마크의 위치에 대응하여 미리 소정의 위치에 설치되어 있다.
또한, 그 CCD 카메라(118)가 부착된 지지 게이트(116)의 부주사 방향 하류측에는 복수의 노광헤드(120)를 지지하는 노광부(124)가 설치되어 있다. 노광헤드(120)는 그 바로 아래의 노광위치를 기판재료(200)가 통과할 때에 화상 정보에 기초하여 변조된 복수개의 레이저빔을 기판재료(200)의 노광면(202)에 조사하고, 그 노광면(202)에 프린트 배선기판의 배선 패턴에 대응하는 화상(잠상)을 형성하도록 되어 있다.
각 노광헤드(120)는 지지기대(102)의 폭 방향(주주사 방향)을 따라서 m행 n열 (예컨대, 2행 4열)의 대략 행렬상으로 배열되어 있고, 도 5B에서 나타내듯이 1개의 노광헤드(120)에 의한 노광 에리어(122)는 부주사 방향을 단변으로 하는 직사각형상이고, 또한 부주사 방향에 대해서 소정의 경사각으로 경사져 있다.
또한, 이 레이저 노광장치(100)에는 스테이지 부재(110)의 이동을 방해하지 않는 장소(예컨대, 도 1에 있어서, 도어(92)로부터 가장 먼 내측)에 광원유닛(도시하지 않음)이 설치되어 있다. 이 광원유닛은 레이저 발생장치를 수용하고 있고, 이 레이저 발생장치로부터 출사하는 레이저광을 광화이버(도시하지 않음)를 통해서 각 노광헤드(120)로 안내하고 있다.
각 노광헤드(120)는 광화이버에 의해서 안내되어 입사된 레이저광을 공간광 변조소자인 도시하지 않은 디지털·마이크로 미러·디바이스(이하, 「DMD」라고 함)에 의해 도트단위로 제어하고, 기판재료(200)에 대하여 도프 패턴을 노광하도록 되어 있다. 이 복수의 도트 패턴을 사용하여 1화소의 농도를 표현하도록 되어 있다.
따라서, 도 5A에 나타내듯이, 스테이지 부재(110)의 이동에 따라 기판재료(200)에는 노광헤드(120) 마다 띠형상의 노광완료 영역(204)이 형성되지만, 2차원 배열의 도트 패턴은 부주사 방향에 대해서 경사져 있으므로, 부주사 방향으로 늘어선 각 도트가 부주사 방향과 교차하는 방향으로 늘어선 도트 사이를 통과하도록 되어 있다. 이 때문에, 실질적인 도트간 피치를 좁힐 수 있어 고해상도화를 실현할 수 있다.
<레이저 노광장치의 작용>
여기에서, 이 레이저 노광장치(100)의 작용을 설명한다. 우선, 로드·언로드 위치에 대기하고 있는 스테이지 부재(110)에 기판재료(200)가 적재되면, 구동 모터(114)의 구동에 의해 볼 나사(112)가 회전하여 스테이지 부재(110)가 부주사 방향으로 이동한다. 그리고, CCD 카메라(118)에 의해 얼라이먼트 마크가 촬상된다. 촬상된 얼라이먼트 마크의 위치 정보에 기초하여 1개의 묘화영역에 대응하여 설치된 복수개의 얼라이먼트 마크의 위치를 각각 판단하고, 이들 얼라이먼트 마크의 위치로부터 묘화영역의 부주사 방향 및 주주사 방향(폭 방향)에 따른 위치 및 묘화영역의 부주사 방향에 대한 경사량을 각각 판단한다.
그리고, 기판재료(200)에 있어서의 묘화영역의 주주사 방향(폭 방향)에 따른 위치 및 부주사 방향에 대한 경사량에 기초하여 화상정보(배선 패턴)에 대한 변환처리를 실행하고, 변환처리한 화상정보를 프레임 메모리 내에 격납한다. 이 화상정보는 화상을 구성하는 각 화소의 농도를 2치(도트 기록의 유무)로 표시한 데이터이다.
또한, 변환처리의 내용으로는 좌표 원점을 중심으로 하여 화상정보를 회전시키는 좌표 변화처리, 부주사 방향에 따른 화상의 회전처리, 주주사 방향(폭 방향)에 대응하는 좌표축에 따라 화상정보를 평행이동시키는 좌표 변화처리가 포함된다. 또한, 필요에 따라 묘화영역의 주주사 방향(폭 방향) 및 부주사 방향에 따른 신장량 및 축장량에 대응시켜서 화상정보를 신장 또는 축장시키는 왜곡 보정처리를 실행한다.
그 후, 스테이지 부재(110)가 이동하여 기판재료(200)에 있어서의 묘화영역의 선단이 노광헤드(120) 바로 아래의 노광위치에 이르는 타이밍에 동기하여, 프레임 메모리에 기억된 화상정보를 복수 라인씩 순차적으로 읽어 내고, 그 화상정보에 기초하여 각 DMD가 온·오프 제어된다. 그리고, 그 DMD에 레이저광이 조사되면, DMD가 온 상태일 때에 반사된 레이저광이 도시하지 않은 렌즈계에 의해 기판재료(200)의 노광면(202) 상에 결상된다.
이렇게 하여, 광원유닛으로부터 출사된 레이저광이 화소마다 온·오프됨으로써, 기판재료(200)의 묘화영역이 DMD의 사용 화소수와 대략 동수의 화소단위(노광 에리어(122))로 노광된다. 즉, 스테이지 부재(110)가 일정한 주사속도로 이동됨으로써, 기판재료(200)는 그 스테이지 부재(110)의 이동방향과 반대방향으로 복수의 레이저빔에 의해 주사·노광되어, 각 노광헤드(120) 마다 띠형상의 노광완료 영역(204)이 형성된다(도 5A 참조).
<반전장치의 구성>
이어서, 반전장치(300)를 구비한 반송계로(路) 및 그 동작에 관하여 설명한다. 도 6A-6B에는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노광장치 시스템(1)이 표시되어 있다.
도 6A에 나타내듯이, 노광장치 시스템(1)은 레이저 노광장치(100)의 반송방향 상류측(도면 중간 좌측)에 기판재료(200)가 레이저 노광장치(100)로 반송되기 전에 대기하는 제 1 대기 스테이지(310)를 구비하고, 마찬가지로 기판재료(200)가 레이저 노광장치(100)에 의해 일단 노광된 후에 대기하는 제 2 대기 스테이지(312)를 반송방향 하류측(도면 중간 우측)에 구비하고 있다.
또한, 제 2 대기 스테이지(312) 보다도 반송방향 하류측에는 기판재료(200)를 표리 반전시키는 반전기(300)가 구비되고, 제 2 대기 스테이지(312)로부터 반송된 기판재료(200)를 표리 반전시켜서 제 2 대기 스테이지(312)로 재차 돌려 보내거나 또는 표리 양면 모두 노광이 완료된 기판재료(200)는 그대로 하류측으로 반출한다.
상기 반전기(300)에 의해 기판재료(200)를 반전시키고, 1대의 레이저 노광장치(100)로 기판재료의 표리 양면을 노광함으로써, 일면 노광 뿐인 노광장치에 비하여 노광장치 전체의 처리능력을 향상시키고, 또한 고가인 레이저 노광장치(100)를 2대 준비할 필요가 없으므로 비용의 상승도 최소한으로 억제할 수 있다.
<반전, 노광의 순서>
이하에, 구체적인 노광의 순서에 관하여 설명한다. 도 7A-도 7F에는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 노광장치 시스템의 노광 시퀀스가 표시되어 있다. 또한, 기판재료의 표리는 편의상 먼저 노광되는 쪽의 면을 표면으로 한다.
도 7A에서는, 우선 1매째의 기판재료(200)(200-1이라고 함)가 레이저 노광장치(100)에 의해 표면이 노광되면, 제 2 대기 스테이지(312)를 통과하여 반전기(300)로 반송된다. 이 때, 제 1 대기 스테이지(310)에는 2매째의 기판재료(200) (200-2이라고 함)가 대기하고 있다.
다음에 도 7B와 같이 반전기(300)에 의해 기판재료(200-1)가 표리 반전되고 있는 사이에 기판재료(200-2)는 레이저 노광기(100)에 의해 표면이 노광된다. 이 때, 레이저 노광기(100)는 디지털 노광기이기 때문에, 왕로(도면 중 위에)에서 위치, 치수, 변형량 등의 얼라이먼트치를 읽어 내고, 귀로(도면 중 아래에)에서 주사노광을 행할 수 있다. 이것에 의해, 1매째의 기판재료(200)가 반전 중에 2매째의 기판재료(200)를 편면 노광할 수 있으므로, 노광장치 시스템 전체의 처리속도를 높일 수 있다.
다음에, 도 7C와 같이 표면의 노광을 끝낸 2매째의 기판재료(200-2)는 일단 제 1 대기 스테이지(310)로 돌아가고, 1매째의 기판재료(200-2)를 위해서 반송로를 비운다. 여기에서 반전된 기판재료(200-1)(원숫자로 표기)를 재차 레이저 노광장치(100)로 반송하고, 이번에는 이면에 노광을 행한다.
표리 양면의 노광을 마친 기판재료(200-1)는 도 7D와 같이 제 2 대기 스테이 지(312), 반전기(300)를 통과하여 노광장치 시스템 밖으로(도면 중 우측) 반출된다. 이 때 기판재료(200-1)가 레이저 노광장치(100)를 하류측(도면 중우측)에 통과한 시점에서 반송로는 비므로, 제 1 대기 스테이지(310)에서 대기하고 있던 기판재료(200-2)는 기판재료(200-1)에 이어서 반전기(300)로 반송된다.
이 때, 제 1 대기 스테이지(310)에는 3매째의 기판재료(200-3)가 반송되어 표면 노광에 대비하여 대기한다.
다음에, 도 7E와 같이 기판재료(200-2)가 제 2 대기 스테이지(312)에 이르는 시점에서 제 1 대기 스테이지(310)로부터 레이저 노광장치(100)로의 반송로는 클리어하게 되므로, 3매째의 기판재료(200-3)는 레이저 노광장치(100)로 반송된다.
다음에, 도 7F와 같이, 2매째의 기판재료(200-2)가 반전기(300)에 의해 표리 반전되는 사이에 3매째의 기판재료(200-3)는 레이저 노광장치(100)에서 표면의 노광이 행해진다. 즉, 도 7B와 마찬가지로, 1매가 반전하는 사이에 다른 1매를 노광함으로써 항상 장치 전체의 대기시간을 줄여서 처리능력을 높일 수 있다.
즉, 본 발명에서는 1대의 레이저 노광기(100)에 의해 기판재료(200)에 대하여 양면 노광을 행할 수 있고, 또한 디지털 노광기이기 때문에 아날로그기와 같이 물리적인 마스크 교환이 필요하지 않다. 이 때문에, 고가의 노광기가 1대로 끝나므로, 양면 노광 시스템이 저렴하게 구축 가능해진다.
또한, 상기한 바와 같이 1매째의 기판재료(200)가 반전 중에 다음 기판재료(200)를 노광하고, 노광 중에 다음 기판재료(200)의 노광 준비(얼라이먼트 판독), 반전기(300)로 반전후, 및 2매째 이후의 표면 노광후의 기판재료(200)의 반송에 는 반송방향 상류측으로 역반송함으로써, 기판재료(200)를 1매 마다 표면 노광→반전→이면 노광→배출하는 것 보다도 동시에 복수의 기판재료(200)에 대하여 작업을 행할 수 있으므로, 생산성을 높일 수 있다.
<반전기의 구조>
도 8A-도 8B 및 도9A-도 9E에는 본 발명에 따른 반전기의 내부구조가 표시되어 있다.
도 8B에 나타낸 바와 같이 반전기(300)의 내부에는 회전축 L에 회전가능하게 축지지된 서브프레임(302) 및 후술하는 턴테이블(320)이 설치되어 있어, 기판재료(200)를 반송하거나 또는 지지한 채 표리/전후를 180도 회전시킬 수 있다.
도 8A와 같이, 서브프레임(302)의 양단, 즉 기판재료(200)가 반송되는 반송방향의 양단부(도면 중 좌우단)에는 반입구(303)와 반출구(305)가 설치되어 제 2 대기 스테이지(312)로부터 기판재료(200)가 반입/반출된다. 서브프레임(302) 내부에는 모터(306)에 의해 구동되는 복수의 롤러쌍(304)이 설치되어 반입된 기판재료(200)를 협지반송하여 소정의 위치에서 지지한다.
도 9A에 나타낸 바와 같이, 기판재료(200)가 반입구(303)를 통과하여 제 2 대기 스테이지(312)로부터 서브프레임(302) 내로 반입되면 롤러쌍(304)은 기판재료(200)를 협지반송하여(도면 중 흑색 화살표), 서브프레임(302)내부의 소정의 위치에서 지지한다.
다음에, 도 9B와 같이 서브프레임(302)은 기판재료(200)를 지지한 채 도시하지 않은 회전축을 중심으로 회전을 시작하여, 기판재료(200)의 표리를 반전시킨다. 회전축은 기판재료(200)의 표면과 평행하고, 또한 180도 회전가능한 방향이면 도 8A와 같이 반송방향과 직교하여 있지 않더라도, 예컨대 반송방향과 평행하여도 좋다.
서브프레임(302)이 180도 회전하여 기판재료(200)가 표리 반전되면, 도 9C와 같이 서브프레임(302)은 정지하고, 기판재료(200)를 반출구(305)로부터 재차 제 2 대기 스테이지(312)로 반송한다(도면 중 흑색 화살표).
기판재료(200)를 반출구(305)로부터 반출 완료하면, 도 9D와 같이 서브프레임(302)은 다음 기판재료(200)가 수용될 것에 대비하여 다시 180도 회전하여 도 9E와 같이 초기위치로 복귀한다. 이것에 의해, 표면 노광이 종료된 다음의 기판재료(200)가 반송될 때에는 다시 180도 회전하여 표리 반전시킬 수 있다.
서브프레임(302)은 180도 회전한 후 재차 반대 방향으로 180도 회전하여 초기위치로 복귀하므로, 모터(306)로의 배선이 비틀어지거나 또는 얽힐 우려K 없어서 자유스러운 배치를 취할 수 있다.
<방향전환>
도 10A-도 10B에는 본 발명에 따른 턴테이블이 표시되어 있다.
상술한 반전기(300)를 사용하여 기판재료(200)를 표리 반전시켰을 경우, 표면의 노광과 이면의 노광에서는 면 뿐만 아니라 선두위치가 역전하여 버린다. 후술한 바와 같이, 얼라이먼트 마크의 판독에는 마크위치에서 대응할 수 있지만, 기판재료의 표리에서 노광의 선두/후단이 맞추져 있을 필요가 있기 때문에, 표리 반전시에 표리 반전과는 별도로 진행방향을 180도 회전시킬 필요가 있다.
여기서, 본 발명에서는 도 10A-도 10B에 나타나 있는 바와 같은 턴테이블을 반전기(300)의 전단, 즉 제 2 대기 스테이지(312)와 반전기(300) 사이에 설치하여, 기판재료(200)를 반송방향으로 180도 회전시킴으로써 상기 문제를 해결하고 있다.
도 10A에 나타낸 바와 같이, 턴테이블(320)은 복수의 구멍(322)과, 구멍(322)에 합치하는 위치에 반송롤러(323)를 축지지하는 구동축(324)을 구비한다. 턴테이블(320)은 상면에 기판재료(200)를 적재한 채 도면과 같이 상방으로 이동하고, 180도 회전하여 재차 하방으로 이동함으로써 기판재료(200)의 진행방향을 180도 회전시킬 수 있다.
즉, 기판재료(200)가 반전기(300)로 반입되기 전 또는 반출된 후, 턴테이블(320) 상에 이르렀을 때에 한번만 180도 회전시키면 진행방향을 반전시킬 수 있다.
기판재료(200)는 턴테이블(320) 상에서는 반송롤러(323) 상에 지지되어 있지만, 여기에서 일단 정지하고, 도 10B에 나타나 있는 바와 같은 승강기구(326)에 의해 턴테이블(320)이 상승하면 상면에 기판재료(200)를 적재한 채 180도 회전된다. 회전이 종료되면, 재차 승강기구(326)에 의해 턴테이블(320)은 하강하고, 기판재료(200)는 다시 구동롤러(323) 상에 지지된다. 이것에 의해, 기판재료(200)는 반송방향에 대하여 전후가 반전되어 제 2 대기 스테이지(312)로 반송되어서, 이면 노광에 대비할 수 있다.
또는, 상기한 바와 같이 기판재료(200)를 일단 180도 회전시키는 대신에, 반전기(300)의 전단에서 90도 회전시키고 반전기(300)로 반전시킨 후, 다시 90도 회 전 시켜도 좋다. 이 경우에는 턴테이블(320)의 회전가능 각도를 크게 취할 필요가 없으므로 장치를 소형화활 수 있다.
<얼라이먼트>
도 11A-도 11B 및 도 12에는 본 발명에 따른 기판재료의 얼라이먼트 마크 배치가 표시되어 있다.
도 11A에 나타나 있는 바와 같이, 기판재료(200) 상에 설치된 얼라이먼트 마크(330a/330b)는 반전기(300)에서 표리 반전했을 때, 반전축 L에 대하여 대칭이 되는 위치에 설치되어 있다. 이것에 의해, 반전후의 얼라이먼트 마크(330a/330b)의 위치도 또한 반전전으로 바뀌지 않는 위치로 오기 때문에, CCD 카메라(118)로 얼라이먼트 마크(330a/b)를 촬상할 때, 얼라이먼트 마크의 위치 어긋남이 CCD 카메라(118)의 시야 내에 들어간다. 즉, 기판재료(200)를 표리 반전시켜도 CCD 카메라(118)의 이동에 의한 카메라 위치보정을 불필요하게 할 수 있다.
또한, 도 11B에 나타나 있는 바와 같이, 얼라이먼트 마크를 반전축 L 상에 형성해도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또는, 도 12에 나타나 있는 바와 같이, 표면 노광시에 얼라이먼트 마크(330a)를 CCD 카메라(118a)가 얼라이먼트 마크(330b)를 CCD 카메라(118b)가 읽어낼 때, 표리 반전된 기판재료(200)의 얼라이먼트 마크(330b)를 CCD 카메라(118a)로 읽어낼 수 있는 위치에 오도록 얼라이먼트 마크(330a/b)를 반전축 L에 대하여 대칭으로, 또한 양자의 피치를 CCD 카메라(118a/b)와 동일하게 하면, 표리 반전시에 얼라이먼트 마크(330a/b)를 각각 CCD 카메라(118b/a)로 읽어낼 수 있다.
이것에 의해, 도 11A-도 11B와 마찬가지로 CCD 카메라(118)로 얼라이먼트 마크(330a/b)를 촬상할 때, 얼라이먼트 마크의 위치 어긋남이 CCD 카메라(118)의 시야내에 들어간다. 즉, 기판재료(200)를 표리 반전시켜도 CCD 카메라(118)의 이동에 의한 카메라 위치보정을 불필요하게 할 수 있다.
또한, 반전축 L에 대하여 대칭으로 배치된 얼라이먼트 마크(330)와는 별개로 표리 식별마크(334)를 형성해도 좋다. 도 13에 나타나 있는 바와 같이, 기판재료(200) 상에 표리 식별마크(334)를 설치하고, CCD 카메라(119)로 촬상하여 표면(또는 이면)의 인식을 행한다.
기판재료(200)가 표리 반전되면 표리 식별마크(334)는 CCD 카메라(119)로 확인할 수 없게 되므로, 기판재료(200)의 이면(또는 표면)을 인식할 수 있다. 이 결과를 기초로 하여 반전한다/반전하지 않는다의 판단을 내릴 수 있다.
<복수 반전기>
도 6B에는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 노광 시스템이 표시되어 있다.
도 6B에 나타나 있는 바와 같이, 노광 시스템(2)에는 제 2 대기 스테이지(312)의 하류측의 반전기(300a)에 추가하여 제 1 대기 스테이지(310)의 전단, 즉 반송 상류측에도 반전기(300b)를 설치하고, 일단 노광후에 제 1 대기 스테이지(310)에서 대기하는 기판재료(200)를 이 반전기(300b)에 의해 반전시킴으로써 레이저 노광장치(100)의 전단과 후단의 양쪽에 반전기를 설치한 것으로 되어, 표면 노광 중과 이면 노광 중의 양 타이밍에서 기판재료(200)의 반전이 가능해 지고, 또한 생산성을 높일 수 있다.
즉, 홀수매째의 기판재료(200)를 노광하는 중에 표면을 노광완료한 짝수매째의 기판재료(200)를 반전기(300b)에 의해 반전하고, 짝수매째의 기판재료(200)를 노광하는 중에 표면이 노광완료된 홀수매째의 기판재료(200)를 반전기(300a)에 의해 반전하도록 하면, 대기중의 기판재료(200)가 처리를 기다리는, 소위 대기시간을 줄일 수 있으므로 더욱 생산성을 높일 수 있다.
<기타>
이상, 본 발명의 실시예에 대하여 기술했지만, 본 발명은 상기 실시예에 조금도 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 각종의 형태로 실시할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.
예컨대, 양면에 대하여 노광 이외에 도포나 절삭가공 등 정밀한 처리를 실시하는 공정이 존재하는 시스템이면, 본 발명의 구성을 이용하는 것이 가능하다.

Claims (5)

  1. 화상정보에 기초하여 변조된 광빔에 의해 기록매체를 노광하여 화상을 기록하는 디지털 노광장치로서:
    상기 기록매체를 반송하면서 상기 기록매체 상에 주사노광을 행하는 노광유닛,
    상기 기록매체의 반송방향과 직교하는 방향으로 설치되어 상기 기록매체를 반송경로를 따라 반송하는 반송유닛,
    상기 반송경로의 한쪽에 설치되어 노광전의 상기 기록매체를 대기시키는 제 1 대기 스테이지,
    상기 반송경로의 다른 쪽에 설치되어 노광완료된 기록매체를 대기시키는 제 2 대기 스테이지, 및
    상기 대기 스테이지로부터 상기 기록매체를 수취하여 상기 기록매체의 표리를 반전시키는 반전유닛을 구비한 것을 특징으로 하는 디지털 노광장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 노광유닛은 노광되는 상기 기록매체가 적재되어 왕복 이동하는 노광 스테이지를 구비하고,
    상기 노광 스테이지 상에서 n매째의 기록매체가 표면 노광을 마친 후,
    상기 제 1 대기 스테이지 상에 있는 n+1매째의 기록매체와 상기 n매째의 기록매체는 각각 동시에 상기 노광 스테이지와 상기 제 2 대기 스테이지로 상기 반송 유닛에 의해 반송되고,
    상기 n+1매째의 기록매체가 상기 노광 스테이지 상에서 표면이 노광되는 중에, 상기 n매째의 기록매체는 상기 제 2 대기 스테이지로부터 상기 반전유닛으로 반송되어 표리 반전된 후 재차 상기 제 2 대기 스테이지로 반송되고,
    표면 노광을 마친 상기 n+1매째의 기록매체는 상기 제 1 대기 스테이지로 반송됨과 동시에 상기 n매째의 기록매체는 상기 노광 스테이지로 반송되고, 다음에 상기 n매째의 기록매체는 상기 노광 스테이지 상에서 이면이 노광되고,
    이면 노광 종료 후의 상기 n매째의 기록매체는 상기 노광 스테이지로부터 상기 제 2 대기 스테이지를 경유해서 기외로 반출됨과 아울러, 상기 n+1매째의 기록매체는 상기 노광 스테이지를 통과해서 상기 제 2 대기 스테이지로 반송되고, 또한 n+2매째의 기록매체가 상기 제 1 대기 스테이지로 반입되도록 구성된 것을 특징으로 하는 디지털 노광장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 노광유닛은 노광되는 상기 기록매체가 적재되어 왕복 이동하는 노광 스테이지를 구비하고,
    상기 반전유닛은 상기 반송계로의 상기 제 2 대기 스테이지에 가까운 단부에 설치된 제 1 반전유닛과 상기 반송계로의 상기 제 1 대기 스테이지에 가까운 단부에 설치된 제 2 반전유닛을 포함하고 있고,
    상기 노광 스테이지 상에서 n매째의 기록매체가 표면노광을 마친 후,
    상기 제 1 대기 스테이지 상에 있는 n+1매째의 기록매체와 상기 n매째의 기 록매체는 각각 동시에 상기 노광 스테이지와 상기 제 2 대기 스테이지로 상기 반송유닛에 의해 반송되고,
    상기 n+1매째의 기록매체가 상기 노광 스테이지 상에서 표면이 노광되는 중에, 상기 n매째의 기록매체는 상기 제 2 대기 스테이지로부터 상기 제 1 반전유닛으로 반송되어 표리 반전된 후 재차 상기 제 2 대기 스테이지로 반송되고,
    표면 노광을 마친 상기 n+1매째의 기록매체가 상기 제 1 대기 스테이지로 반송됨과 동시에 상기 n매째의 기록매체는 상기 노광 스테이지로 반송되고, 다음에 상기 n매째의 기록매체는 상기 노광유닛 상에서 이면이 노광되고,
    상기 n+1매째의 기록매체는 상기 제 1 대기 스테이지로부터 상기 제 2 반전유닛으로 반송되어 표리 반전된 후 재차 상기 제 1 대기 스테이지로 반송되고,
    이면 노광 종료후의 상기 n매째의 기록매체는 상기 노광 스테이지로부터 상기 제 2 대기 스테이지를 경유해서 기외로 반출됨과 아울러, 상기 n+1매째의 기록매체는 상기 제 1 대기 스테이지로부터 상기 노광 스테이지로 반송되어 이면이 노광되고,
    또한 n+2매째의 기록매체가 상기 제 1 대기 스테이지로 반입되도록 구성된 것을 특징으로 하는 디지털 노광장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 반전유닛과 상기 제 1 대기 스테이지의 사이에 기록매체를 반송면 내에서 180도 회전시키는 턴테이블을 더 구비한 것을 특징으로 하는 디지털 노광장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 반전유닛과 상기 제 2 대기 스테이지의 사이에 기록매체를 반송면 내에서 180도 회전시키는 제 1 턴테이블, 및
    상기 제 2 반전유닛과 상기 제 1 대기 스테이지의 사이에 기록매체를 반송 면 내에서 180도 회전시키는 제 2 턴테이블을 더 구비한 것을 특징으로 하는 디지털 노광장치.
KR1020087008154A 2005-10-07 2006-10-04 디지털 노광장치 KR101302594B1 (ko)

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