JP2012113277A - 露光波長調節装置及びそれを利用した露光機 - Google Patents

露光波長調節装置及びそれを利用した露光機 Download PDF

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Abstract

【課題】光源から出る多波長光のうち、所望の波長の光を容易に選択することができるようにした露光波長調節装置及びそれを利用した露光機を提供する。
【解決手段】本発明による露光波長調節装置は、光源から出射される多波長の光の入力を受け、分離屈折させて多数の波長を出力する分離屈折部；前記分離屈折部で分離屈折されて入射される多数の波長の光経路を変化させるミラー；及び前記ミラーで反射される多数の波長の光の一部を通過させる部分光通過部を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は露光波長調節装置及びそれを利用した露光機に関する。
現在まで用いられているフォトリソグラフィ技術を大きく区分すると、処理製品の洗滌及び洗浄などを含む原材料の前処理過程／感光物質の塗布／露光／エッチングやアッシング過程などに分けられることができる。
勿論、処理製品の種類などによって前処理や後処理過程は相異なることができ、このような過程が繰り返されることにより、我々が一般的に用いることができる各種印刷回路基板やＴＦＴＬＣＤ、ＰＤＰ、ＦＥＤ、ＯＬＥＤなどのような表示装置を始めとする半導体微細回路や素子が具現される。
露光工程の原理は、母材に回路を構成する所望の物質を塗布し、その上に感光物質をさらに塗布した後、所望の回路パターンが刻まれたマスクを通して紫外線を投射すれと、紫外線に露出された部分と露出されていない部分に分けられて感光物質の性質が変化する。これにより、適切な現像液を用いて母材上に塗布された物質を除去することができるようになり、所望のイメージを得ることができる。
このような露光工程で用いられる感光物質は、露光機から出る波長の特性によって硬化度、現像後の開口断面の形状などが変わるようになる。
従って、感光物質の特性と露光機から出る波長の整合可否が重要であるが、従来技術によると、露光機から出る波長が常に固定されているため、一つの露光機で多様な感光物質を用いることが困難であるという問題点があった。
本発明は上述のような問題点を解決するために導き出されたものであり、光源から出る多波長光のうち、所望の波長の光を容易に選択することができるようにした露光波長調節装置及びそれを利用した露光機を提供することを目的とする。
上述のような目的を果たすための本発明による露光波長調節装置は、光源から出射される多波長の光の入力を受け、分離屈折させて多数の波長を出力する分離屈折部；前記分離屈折部で分離屈折されて入射される多数の波長の光経路を変化させるミラー；及び前記ミラーで反射される多数の波長の光の一部を通過させる部分光通過部を含む。
また、本発明による露光波長調節装置の前記ミラーは、回動軸を中心に回転しながら、前記分離屈折部で分離屈折されて入射される多数の波長の光経路を変化させる可動ミラーであることを特徴とする。
また、本発明による露光波長調節装置の前記可動ミラーは、前記回動軸を中心に回転しながら、入射される多波長光を反射する反射面を含み、前記反射面は楕円鏡であることを特徴とする。
また、本発明による露光波長調節装置の前記可動ミラーは、前記回動軸を中心に回転しながら、入射される多波長光を反射する反射面を含み、前記反射面は反射された光が平行光になるようになった放物鏡であることを特徴とする。
また、本発明による露光波長調節装置は、前記可動ミラーを回動軸を中心に回転させる可動モーターをさらに含む。
また、本発明による露光波長調節装置の前記ミラーは、曲率が可変しながら前記分離屈折部で分離屈折されて入射される多数の波長の光経路を変化させる曲率可変ミラーであることを特徴とする。
また、本発明による露光波長調節装置は、前記曲率可変ミラーの曲率を可変させる曲率可変モーターをさらに含む。
また、本発明による露光波長調節装置の前記光源はランプ光源であることを特徴とする。
また、本発明による露光波長調節装置の前記光源は複数の発光ダイオードであることを特徴とする。
また、本発明による露光波長調節装置は、前記光源の前に位置し、前記光源から出射される光が周囲に広がることを防止する光源カバーをさらに含む。
また、本発明による露光波長調節装置は、前記部分光通過部を通過した光を所望の位置に投射するレンズをさらに含む。
一方、本発明による露光機は，基板を光によって露光される領域に移動させるローラー部；基板に印刷されるパターンが形成されたフィルムを装着したマスクキャリア；入力された基板と印刷されるパターンが形成されたフィルムとを整列するマスクキャリアが装着されたフレーム；及び光源から出射される多波長の光を分離屈折させて多数の波長を形成し、形成された多数の波長の光経路を変化させることにより、前記フィルムが装着された前記基板に所望の波長の光を露光させる露光波長調節装置を含む。
また、本発明による露光機の前記露光波長調節装置は、光源から出射される多波長の光の入力を受け、分離屈折させて多数の波長を出力する分離屈折部；前記分離屈折部で分離屈折されて入射される多数の波長の光経路を変化させるミラー；及び前記ミラーで反射される多数の波長の光の一部を通過させる部分光通過部を含む。
また、本発明による露光機は、前記部分光通過部を通過した光を所望の位置に露光するレンズをさらに含む。
また、本発明による露光機の前記ミラーは、回動軸を中心に回転しながら、前記分離屈折部で分離屈折されて入射される多数の波長の光経路を変化させる可動ミラーであることを特徴とする。
また、本発明による露光機の前記ミラーは、曲率が可変しながら前記分離屈折部で分離屈折されて入射される多数の波長の光経路を変化させる曲率可変ミラーであることを特徴とする。
本発明の特徴及び利点は添付図面に基づいた以下の詳細な説明によってさらに明らかになるであろう。
本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書及び請求範囲に用いられた用語や単語は通常的かつ辞書的な意味に解釈されてはならず、発明者が自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に従って本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されるべきである。
上述のような本発明によると、光源から出る多波長光のうち、所望の波長の光を容易に選択することができる。
このように光源の光のうち所望の波長の光を容易に選択することができることにより、一つの露光機で相異なる特性を有する多様な種類の感光物質を用いることができる。
また、本発明によると、従来技術で用いるフィルターを用いる必要がないため、フィルターの取替えコストや時間を低減することができる。
本発明による露光波長調節装置が適用される露光機の概略的な構成図である。 本発明による露光波長調節装置が適用される露光機の概略的な構成図である。 本発明の好ましい第１実施例による露光波長調節装置の構成図である。 図４（ａ）（ｂ）（ｃ）は、図３の可動ミラーで反射される光を例示した図面である。 本発明の好ましい第２実施例による露光波長調節装置の構成図である。 図６（ａ）（ｂ）（ｃ）は、図５の曲率可変ミラーで反射される光を例示した図面である。
本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は添付図面と以下の詳細な説明および好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、本発明の説明において、係わる公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要にぼかす可能性があると判断される場合は、その詳細な説明を省略する。
以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
図１及び図２は本発明による露光波長調節装置が適用される露光機の概略的な構成図である。
本発明による露光波長調節装置が適用される露光機は、図１に図示されたように、入力された基板２を入力部ローラー１と出力部ローラー８に移動させたり、平滑に両側に引っ張るローラー部と、パターンが形成されたフィルム６とマスクキャリア５を真空で吸着するための真空溝４と、マスクキャリア５を装着してｘ、ｙ、ｚ軸モーターを用いて整列するフレーム３と、露光作業時に基板２の両側面に密着するフィルム６を整列し、露光された基板２の境界を映像信号として認識するためのカメラ７を有する。
そして、図２に図示されたように、フィルム６が密着して整列された基板２にフレーム３が除去された状態で露光する露光波長調節装置９を備える。
このような構成で前記ローラー部は、基板２を紫外線露光領域に入力する入力部ローラー１と、露光された基板２を外部に出力する出力部ローラー８とで構成される。
入力部ローラー１は、基板２を挟んで入力するために２個のローラーで構成され、露光領域にフィルムを入力する時はフレーム３方向に回転する。
出力部ローラー８は、基板２を挟んで出力するために２個のローラーで構成され、外部にフィルムを出力する時はフレーム３の反対方向に回転する。
露光作業時には、入力部ローラー１と出力部ローラー８がフレーム３の反対方向に回転して、基板２の露光される表面を平滑に維持する。
この際、入力部ローラー１と出力部ローラー８は基板２の露光すべき表面が平滑になるように一定角度だけ回転する。
フレーム３は、フィルム６とマスクキャリア５を密着するための真空溝４と、装着されたマスクキャリア５をｘ、ｙ、ｚ軸に動作させるためのモーターとで構成される。
フレーム３の真空溝４は、マスクキャリア５の真空溝４と一直線上に位置され、外部に装着された真空ポンプと連結される。真空作業はフィルム６が装着されたマスクキャリア５がフレーム３に装着された時にのみなされ、真空溝４の個数は２個以上である。
マスクキャリア５を装着した後、フィルムとフィルム６の整列、または基板２とフィルム６との整列のために、フレーム３をｘ、ｙ、ｚ軸に動作させるモーターが設けられる。
ｘ軸とｙ軸モーターは、フレーム３が一定角度で回転できるように、二つのうち一つの軸が２個以上のモーターで構成されることができ、または二つの軸全てが２個以上のモーターで構成されることもできる。
ｚ軸方向のモーターは３個以上のモーターで構成し、フレームの各部分の高さを夫々調節できるようにする。
カメラ７は、フィルムに表示されたフィルム整列マークを認識するためのカメラと基板整列マークを認識するためのカメラがある。
基板２の両面露光のためには、基板面を中心に上下に位置した露光すべきパターンが形成された二枚のフィルム６を、パターンの位置が一致するように整列しなければならない。これは、上側に位置したフィルムまたは下側に位置したフィルムの特定領域が、下側に位置したフィルムまたは上側に位置したフィルムと一致すべき領域を整列するためである。
整列するためには、夫々のフィルムにフィルム整列マークを表示した後、夫々のフィルム６が位置したフレーム３のカメラを利用する。カメラに入力された映像信号に応じてフレーム３に装着されたモーターを動作させることにより、上下に位置したフィルム６のフィルム整列マークを整列することができる。基板整列マークは、露光された基板領域とこれから露光すべき基板領域を認識するためのものであり、二つの領域間の隙間を最小化するために表示する。
次に、露光波長調節装置９は、フィルム６が密着して整列された基板２にフレーム３が除去された状態で選択された波長の光を露光する。
図３は本発明の第１実施例による露光波長調節装置の構成図である。
図３に図示されたように、本発明の第１実施例による露光波長調節装置は、光源２０、光源カバー２１、光源コントローラー２２、分離屈折部２３、可動ミラー２４、可動モーター２５、モーター制御部２６、部分光通過部２７及びレンズ２８を備えている。
前記光源２０は紫外線を照射する光源であり、支持フレーム（未図示）に設けられ、ランプまたは紫外線発光ダイオードで構成されることができる。
ここで、支持フレームは、光源２０が移動可能に設けられることができるフレームを指称するものであり、その構造は特に限定されず、光源２０を装着するための何れの構造も採用可能であろう。
また、光源２０を構成する紫外線発光ダイオードは、多波長光を生成するために複数個が備えられることが好ましい。
そして、光源カバー２１は、光源２０から出射される紫外線が作業者の健康に影響を与える可能性があるため、このような紫外線から作業者を保護できるようにするものであり、円筒形や円錐形の形状を有し、光源２０の前に付着して光が周囲に広がることを防止する。
そして、光源コントローラー２２は、光源２０を制御して露光強度及び露光範囲を制御するためのものであり、光源２０と連結されるように構成される。
ここで、光源コントローラー２２は、光源２０が複数個の紫外線発光ダイオードで構成される場合、夫々の紫外線発光ダイオードの発光パワー及びオン／オフを制御するように設けられる。即ち、夫々の紫外線発光ダイオードの発光パワーを制御することにより、露光強度を制御することができ、夫々の紫外線発光ダイオードのオン／オフを制御することにより、必要な領域の紫外線発光ダイオードを用いて露光範囲を制御することができるようになる。
次に、分離屈折部２３は、光源２０から出射される多波長の光の入力を受けて分離屈折させて多数の波長を出力するものであり、一例としてプリズムが用いられることができる。
そして、可動ミラー２４は、光源２０で生成され、分離屈折部２３で分離屈折されて出力される多数の波長の光を反射させることにより、その進行経路を変化させるものであり、回動軸２４−１と反射面２４−２からなっている。
ここで、回動軸２４−１は、反射面２４−２が回動軸を中心に回転できるようにする役割を提供する。
前記反射面２４−２は、前記光源２０の位置を一焦点とし、光が集束される地点を他の焦点とする楕円鏡であるか、または、前記光源２０の位置を一焦点とし、光源２０から出射されて反射された光が平行光になるようになった放物鏡であることができる。
このような可動ミラー２４は、回動軸２４−１を中心に回転しながら駆動されて分離屈折部２３で分離屈折されて入射された光を図４の（ａ）から（ｃ）に図示されたように変化させる。
次に、可動モーター２５は、可動ミラー２４が回動軸を中心に回転するように駆動させるものであり、可動ミラー２４と別に製作されたり、または一体に製作されることができる。
このような可動モーター２５は様々なモーターを用いることができ、好ましくは超音波モーターを用いることができる。
そして、モーター制御部２６は、前記可動モーター２５を制御して、可動ミラー２４を所望の角度だけ回転させるためのものであり、前記可動モーター２５を様々な方式で制御することができ、好ましくは、精密制御のためにパルス幅変調方式で制御することができる。
次に、部分光通過部２７は、前記可動ミラー２４で反射して入射される光のうち所望の波長光のみを通過させるためのものであり、スリットや特定の波長帯の光を通過させる光学フィルターなどで構成することができる。
一方、レンズ２８は、前記可動ミラー２４で反射されて前記部分光通過部２７を通過した光を集光して、基板の所望の位置に露光するためのものであり、一例として集光レンズが用いられることができる。
前記本発明の第１実施例では、前記分離屈折部２３で分離屈折されて入射される多数の波長の光経路を変化させるミラーとして可動ミラー２４を用い、可動ミラー２４を駆動するモーターとして可動モーター２５を用いたが、これと異なって、前記分離屈折部２３で分離屈折されて入射される多数の波長の光経路を変化させるミラーとして、曲率を可変する曲率可変ミラーを用い、前記曲率可変ミラーの曲率を可変させる曲率可変モーターを用いることができる。図５及び図６はこのような他の実施例を図示している。
図５は本発明の第２実施例による露光波長調節装置の構成図である。
図５に図示されたように、本発明の第２実施例による露光波長調節装置は、光源２０、光源カバー２１、光源コントローラー２２、分離屈折部２３、曲率可変ミラー２４’、曲率可変モーター２５’、モーター制御部２６、部分光通過部２７及びレンズ２８を備えている。
このような構成を有する本発明の第２実施例による露光波長調節装置は、可動ミラー２４に代わり曲率可変ミラー２４’を備え、可動モーター２５に代わり曲率可変モーター２５’を備える点において本発明の第１実施例による露光波長調節装置と差異があり、その他の構成要素は同一である。
前記差異に対して説明すると、前記曲率可変ミラー２４’は、曲率を可変させることにより前記分離屈折部２３で分離屈折されて入射される光経路を変化させる。
このような曲率可変ミラー２４’は、曲率を可変しながら分離屈折部２３で分離屈折されて入射された光を図６の（ａ）から（ｃ）に図示されたように変化させる。
次に、曲率可変モーター２５’は曲率可変ミラー２４’の曲率を可変させるものであり、曲率可変ミラー２４’と別に製作されたり、または一体に製作されることができる。
このような曲率可変モーター２５’は様々な多様なモーターを用いることができ、好ましくは超音波モーターを用いることができる。
このような曲率可変モーター２５’はモーター制御部２６によって制御され、曲率可変ミラー２４’の曲率を所望の値に可変させる。
一方、以上で具体的に説明した構成要素以外の構成及び機能は、第１実施例と同一であるため詳細な説明は省略する。
以上、本発明の好ましい実施例に対して図示及び説明したが、本発明は上述の特定実施例に限定されず、請求範囲にて請求する本発明の旨を外れずに、当該発明が属する技術分野にて通常の知識を有する者により多様な変形実施が可能であることは明らかであり、このような変形実施は本発明の技術的思想から個別的に理解されてはならないであろう。
１ 入力部ローラー
２ 基板
３ フレーム
４ 真空溝
５ マスクキャリア
６ フィルム
７ カメラ
８ 出力部ローラー
９ 露光波長調節装置
２０ 光源
２１ 光源カバー
２２ 光源コントローラー
２３ 分離屈折部
２４ 可動ミラー
２４' 曲率可変ミラー
２５ 可動モーター
２５' 曲率可変モーター
２６ モーター制御部
２７ 部分光通過部
２８ レンズ

Claims (16)

  1. 光源から出射される多波長の光の入力を受け、分離屈折させて多数の波長を出力する分離屈折部；
    前記分離屈折部で分離屈折されて入射される多数の波長の光経路を変化させるミラー；及び
    前記ミラーで反射される多数の波長の光の一部を通過させる部分光通過部を含む露光波長調節装置。
  2. 前記ミラーは、
    回動軸を中心に回転しながら、前記分離屈折部で分離屈折されて入射される多数の波長の光経路を変化させる可動ミラーであることを特徴とする請求項１に記載の露光波長調節装置。
  3. 前記可動ミラーは、前記回動軸を中心に回転しながら、入射される多波長光を反射する反射面を含み、前記反射面は楕円鏡であることを特徴とする請求項２に記載の露光波長調節装置。
  4. 前記可動ミラーは、前記回動軸を中心に回転しながら、入射される多波長光を反射する反射面を含み、前記反射面は反射された光が平行光になるようになった放物鏡であることを特徴とする請求項２に記載の露光波長調節装置。
  5. 前記可動ミラーを回動軸を中心に回転させる可動モーターをさらに含む請求項２に記載の露光波長調節装置。
  6. 前記ミラーは、曲率が可変しながら前記分離屈折部で分離屈折されて入射される多数の波長の光経路を変化させる曲率可変ミラーであることを特徴とする請求項１に記載の露光波長調節装置。
  7. 前記曲率可変ミラーの曲率を可変させる曲率可変モーターをさらに含む請求項６に記載の露光波長調節装置。
  8. 前記光源はランプ光源であることを特徴とする請求項１に記載の露光波長調節装置。
  9. 前記光源は複数の発光ダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の露光波長調節装置。
  10. 前記光源の前に位置し、前記光源から出射される光が周囲に広がることを防止する光源カバーをさらに含む請求項１に記載の露光波長調節装置。
  11. 前記部分光通過部を通過した光を所望の位置に投射するレンズをさらに含む請求項１に記載の露光波長調節装置。
  12. 基板を光によって露光される領域に移動させるローラー部；
    基板に印刷されるパターンが形成されたフィルムを装着したマスクキャリア；
    入力された基板と印刷されるパターンが形成されたフィルムとを整列するマスクキャリアが装着されたフレーム；及び
    光源から出射される多波長の光を分離屈折させて多数の波長を形成し、形成された多数の波長の光経路を変化させることにより、前記フィルムが装着された前記基板に所望の波長の光を露光させる露光波長調節装置を含む露光機。
  13. 前記露光波長調節装置は、
    光源から出射される多波長の光の入力を受け、分離屈折させて多数の波長を出力する分離屈折部；
    前記分離屈折部で分離屈折されて入射される多数の波長の光経路を変化させるミラー；及び
    前記ミラーで反射される多数の波長の光の一部を通過させる部分光通過部を含む請求項１２に記載の露光機。
  14. 前記部分光通過部を通過した光を所望の位置に露光するレンズをさらに含む請求項１３に記載の露光機。
  15. 前記ミラーは、
    回動軸を中心に回転しながら、前記分離屈折部で分離屈折されて入射される多数の波長の光経路を変化させる可動ミラーであることを特徴とする請求項１３に記載の露光機。
  16. 前記ミラーは、
    曲率が可変しながら前記分離屈折部で分離屈折されて入射される多数の波長の光経路を変化させる曲率可変ミラーであることを特徴とする請求項１３に記載の露光機。
JP2010292134A 2010-11-24 2010-12-28 露光波長調節装置及びそれを利用した露光機 Pending JP2012113277A (ja)

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