KR0137918B1 - 다수의 기능을 가진 광검출기 - Google Patents

다수의 기능을 가진 광검출기

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KR0137918B1
KR0137918B1 KR1019940020932A KR19940020932A KR0137918B1 KR 0137918 B1 KR0137918 B1 KR 0137918B1 KR 1019940020932 A KR1019940020932 A KR 1019940020932A KR 19940020932 A KR19940020932 A KR 19940020932A KR 0137918 B1 KR0137918 B1 KR 0137918B1
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Abstract

이 발명은 노광장비에 관한 것으로, 노광광이 들어오는 마스크 스테이지에 놓인 마스크에는 두 스테이지의 움직임의 평행도를 검출하기 위한 제1마크와, 상기 제1마크와 같이 동작하여 투영렌즈의 배율변화를 측정하기 위한 제2마크와, 투영렌즈의 초점위치를 찾기 위한 제3마크가 새겨져 있고, 상기 마스크 스테이지의 아래에 상기의 노광광을 받아서 결상을 하기 위한 투영렌즈가 위치하며, 그 아래에는 상이 결상되는 워크피스 스테이지가 위치하며, 상기 워크피스 스테이지 위에는 상기 제1마크와 제2마크의 동작을 돕기 위한 제4마크가 새겨져 있고, 상기 워크피스 스테이지 위에 놓여 노광광을 검출하기 위한 제1광검출부와 상기 제3마크의 동작을 돕기 위한 제5마크가 새겨져 있고, 상기 워크피스 스테이지 위에 놓여 노광광을 검출하기 위한 제2광검출부가 놓여 있는 구조로 구성되어,
한종류의 광검출기로써 노광 광원의 광균일도, 투영렌즈의 배율변화감지, 두 스테이지의 움직임에 있어서의 평행도 배출 및 투영렌즈의 초점위치를 자동으로 검출할 수 있는 것을 동작상의 특징으로 하는 다수의 기능을 가진 광검출기에 관한 것이다.

Description

다수의 기능을 가진 광검출기
제1도는 종래의 광검출기의 작용계를 나타낸 구성도,
제2도는 이 발명의 실시예에 따른 다수의 기능을 가진 광검출기의 사시도,
제3도는 이 발명의 실시예에 따른 다수의 기능을 가진 광검출기의 광검출부의 상세도.
제4도는 이 발명의 실시에에 따른 다수의 기능을 가진 광검출기의 마스크의 상세도.
제5도는 이 발명의 실시예에 따른 다수의 기능을 가진 광검출기에서 두 스테이지의 움직임의 평행도를 측정하는 방법의 상세도.
제6도는 이 발명의 실시예에 따른 다수의 기능을 가진 광검출기에서 투영렌즈의 배율변화를 측정하는 방법을 나타낸 상세도.
제7도는 이 발명의 실시예에 따른 다수의 기능을 가진 광검출기에서 투영렌즈의 초점위치를 찾는 방법을 나타낸 상세도.
제8도는 이 발명의 실시예에 따른 다수의 기능을 가진 광검출기에서 광검출기의 다른 구성의 구성도.
제9도는 이 발명의 실시예에 따른 다수의 기능을 가진 광검출기에서 광검출기의 또 다른 구성을 나타낸 구성도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1:마스크 스테이지2:마스크
3:제1마크4:제2마크
5:제3마크6:투영렌즈
7:워크피스 스테이지8:제4마크
9:제5마크10:제1광검출기
11:제2광검출기12:제2마스크
이 발명은 노광장비의 광검출기에 관한 것으로서 더욱 상세하게 말하자면, 장비를 조립하거나 조립된 장비를 재정비할 때 한종류의 광검출기로써 노광광원의 광균일도, 투영렌즈의 배율변화감지, 두 스테이지의 움직임에 있어서의 평행도 배출 및 투영렌즈의 초점위치를 자동으로 검출할 수 있는 다수의 기능을 가진 광검출기에 관한 것이다.
종래의 광검출기의 작용계에 관하여 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하면 다음과 같다.
제1도는 종래의 광검출기의 작용계를 나타낸 구성도로서, 그 구성은 노광광(S1)이 들어오며, 마스크가 놓이는 제1스테이지(100)와; 상기의 노광을 받아서 결상을 하기 위한 결상렌즈(101)와; 상기 결상되는 제2스테이지(103)와; 상기 제2스테이지(103)위에서 좌우로 이동을 하며 노광광의 강도분포를 측정하고, 조정을 하기 위한 광검출부(102)로 이루어진다.
상기 구성에 의한, 종래의 광검출기의 동작은 다음과 같이 이루어진다.
사용자에 의해 전원이 인가되면, 상기 구성에 의한 종래의 광검출기의 작용계의 동작은 시작된다.
동작이 시작되면 노광광(S1)이 제1스테이지(100)를 통하여 들어와서 결상렌즈(101)를 통하여 제2스테이지(103)에 결상된다. 이때 광검출부(102)는 상기 제2스테이지(103)의 좌에서 우로 이동하고, 다시 우에서 좌로 이동하며 노광광의 강도분포를 측정하고, 이 값을 이용하여 노광광원의 광균일도를 조정한다.
또한 종래에는 노광장비 조립 및 재정비시에 투영렌즈의 초점위치에 워크피스가 놓일 수 있도록 하기 위하여 임의의 위치에 워크피스를 두고 노광을 한 뒤 현상과정을 거쳐 눈으로 확인하고, 다시 워크피스를 광축방향으로 이동시킨 뒤 노광을 하고 현상과정을 거쳐 역시 눈으로 확인을 하는 등과 같은 동일한 과정을 여러번 반복하여 정확한 초점위치를 찾는다.
그래서, 노광장비가 실제로 작동될 때에는 매 노광시마다 상기한 방법으로 찾는 초점위치에 항상 워크피스가 놓이도록 한다.
그러나, 종래의 광검출기는 상기한 바와 같이 노광강도의 균일도를 조정하는 한가지 기능만을 수행하며, 촛점을 맞추기 위해서는 반복되는 수작업을 통하여서만 가능하기 때문에 사용하기에 불편한 단점이 있다.
그러므로, 이 발명의 목적은 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로 한종류의 광검출기로써 노광 광원의 광균일도, 투영렌즈의 배율변화 감지, 두 스테이지의 움직임에 있어서의 평행도 배출 및 투영렌즈의 초점위치를 자동으로 검출할 수 있는 다수의 기능을 가진 광검출기를 제공하고자 하는데 있다.
상기의 목적을 달성하고자 하는 이 발명의 구성은, 노광광이 들어오는 마스크 스테이지와; 상기의 노광광을 받아서 결상을 하기 위한 투영렌즈와; 상기 마스크 스테이지 위에 놓여 있으며, 두 스테이지의 움직임의 평행도를 검출하기 위한 제1마크와, 상기 제1마크와 같이 동작하여 투영렌즈의 배율변화를 측정하기 위한 제2마크와, 투영렌즈의 초점위치를 찾기 위한 제3마크가 새겨져 있는 마스크와; 상기 결상되는 워크피스 스테이지와; 상기 제1마크와 제2마크의 동작을 돕기 위한 제4마크가 새겨져 있으며, 상기 워크피스 스테이지 위에 놓여 노광광을 검출하기 위한 제1광검출부와; 상기 제3마크의 동작을 돕기 위한 제1마크가 새겨져 있으며, 상기 워크피스 스테이지 위에 놓여 노광광을 검출하기 위한 제2광검출부로 이루어진다.
상기 구성에 의하여 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하면 다음과 같다.
제2도는 이 발명의 실시에에 따른 다수의 기능을 가진 광검출기의 사시도이고, 제3도는 이 발명의 실시예에 따른 다수의 기능을 가진 광검출기의 광검출부와 상세도이고, 제4도는 이 발명의 실시예에 따른 다수의 기능을 가진 광검출기의 마스크의 상세도이고, 제5도는 이 발명의 실시예에 따른 다수의 기능을 가진 광검출기에서 두 스테이지의 움직임의 평행도를 측정하는 방법의 상세도이고, 제6도는 이 발명의 실시예에 따른 다수의 기능을 가진 광검출기에서 투영렌즈의 배율변화를 측정하는 방법을 나타낸 상세도이고, 제7도는 이 발명의 실시예에 따른 다수의 기능을 가진 광검출기에서 투영렌즈의 초점위치를 찾는 방법을 나타낸 상세도이고, 제8도는 이 발명의 실시예에 따른 다수의 기능을 가진 광검출기에서 광검출부의 다른 구성을 나타낸 구성도이고, 제9도는 이 발명의 실시예에 따른 다수의 기능을 가진 광검출기에서 광검출부의 또 다른 구성을 나타낸 구성도이다.
제2도에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 다수의 기능을 가진 광검출기의 구성은, 노광광이 늘어오는 마스크 스테이지(1)에 놓인 마스크(2)에는 두 스테이지의 움직임의 평행도를 검출하기 위한 제1마크(3)와, 상기 제1마크와 같이 동작하여 투영렌즈(6)의 배율변화를 측정하기 위한 제2마크(4)와, 투영렌즈(6)의 초점위치를 찾기 위한 제3마크(5)가 새겨져 있고, 상기 마스크 스테이지(1)의 아래에 상기의 노광광을 받아서 결상을 하기 위한 투영렌즈(6)가 위치하며, 그 아래에는 상기 결상되는 워크피스 스테이지(7)가 위치하며, 상기 워크피스 스테이지(7) 위에는 상기 제1마크(3)와 제2마크(4)의 동작을 돕기 위한 제4마크(8)가 새겨져 있고, 상기 워크피스 스테이지(7) 위에 놓여 노광광을 검출하기 위한 제1광검출기(10)와 상기 제3마크(5)의 동작을 돕기 위한 제5마크(9)가 새겨져 있고, 상기 워크피스 스테이지(7) 위에 놓여 노광광을 검출하기 위한 제2광검출기(11)가 놓여 있는 구조로 이루어진다.
상기한 제1 및 제2광검출부(10,11)의 상세한 구조는 제3도에 도시되어 있고, 상기한 마스크(2)의 상세한 구조는 제4도에 도시되어 있다.
상기한 워크피스 스테이지(7)와 광검출부(10,11)는 제8도에 도시되어 있듯이, 워크피스 스테이지(7)의 가장자리에 제1광검출기(10)와 제2광검출기(11)를 위치시킨 구조로 구성할 수도 있는 것을 특징으로 한다.
상기한 워크피스 스테이지(7)와 광검출부(10,11)는 제9도에 도시되어 있듯이, 워크피스 스테이지(7)에는 제1광검출기(10), 제2광검출기(11)만을 위치시키고, 제4마크(8), 제5마크(9)는 별도의 제2마스크(12)에 새겨서, 상기 제2마스크(12)를 워크피스 스테이지(7) 위에 올려놓은 구조로 구성할 수도 있다.
상기 구성에 의한 이 발명의 실시예에 따른 다수의 기능을 가진 광검출기의 작용은 다음과 같다.
첫번째로 이 발명의 실시예에 따른 다수의 기능을 가진 광검출기를 이용하여 노광광의 강도를 검출하는 동작은 다음과 같다.
먼저 마스크 스테이지(1)에 놓인 마스크(2)를 제거하고 워크피스 스테이지(7)에 놓여 있는 제1광검출부(10), 제2광검출부(11)만을 이용하여 종래의 방법대로 노광광의 강도를 검출한다.
두번째로 마스크 스테이지(1)와 워크피스 스테이지(7)의 움직임의 평행도를 측정하는 동작은 다음과 같다.
제5도에 도시되어 있듯이, 먼저 마스크(2)에 새겨진 제1마크(3)와 워크피스 스테이지(7)에 있는 제4마크(8)를 이용하여 두 스테이지(1,7)의 좌표값을 정한다. 이러한 좌표값을 정하는 방법은 다음과 같다.
제1마크(3), 제4마크(8)사이에 투영렌즈(6)가 위치하여 마스크(2)에 새겨진 제1마크(3)를 워크피스 스테이지(7)의 제4마크(8)위에 결상시키고, 정렬을 수행하여 두 스테이지의 상대적인 좌표값을 정한다. 마스크 스테이지(1)와 워크피스 스테이지(7)를 임의의 방향으로 이동시키고 다시 정렬을 수행하여 제1마크(3), 제4마크(8)가 중첩되는 정도에 따른 광강도 변화를 제1광검출부(10)에서 검출하여 각각의 상대적인 위치를 결정할 수 있다.
상기와 같은 방법으로 정한 마스크 스테이지(1)의 좌표값을 (x, y)=(0, 0)이라 하고, 워크피스 스테이지(7)의 좌표값을 (X, Y)=(0, 0)이라 하자.
다시 일정 거리만큼 두 스테이지(1,7)를 이동시켜 각 스테이지(1,7)의 상대적인 좌표값을 얻는다. 이 때 마스크 스테이지(1)의 좌표값은 (x, y)=(x, y)이고, 워크피스 스테이지(7)의 좌표값은 (X, Y)=(X, Y)이다.
상기 식에서 tan θ값이 0이면 두 스테이지(1,7)는 평행하고, 임의의 값을 가지면 두 스테이지(1,7)가 평행하지 않은 상태이다. 따라서 두 스테이지(1,7)의 평행하지 않은 정도를 오프셋 값으로 주면 항상 평행한 운동을 할 수가 있다.
세번째로 투영렌즈(6)의 배율변화를 측정하는 방법은 다음과 같다.
제6도 도시되어 있듯이, 먼저 상기한 마스크 스테이지(1)와 워크피스 스테이지(7)의 움직임의 평행도를 측정하는 방법으로 워크피스 스테이지(7)에 있는 제4마크(8)를 마스크(2)에 새겨진 제1마크(3)에 대해 정렬하여 상대적인 위치좌표를 정한다. 그 다음 워크피스 스테이지(7)를 움직여 제4마크(8)를 마스크(2)의 제2마크(4) 아래로 이동시켜 다시 제2마크(4)와의 상대적인 좌표값을 정한다. 상기 두 좌표값이 나타내는 워크피스 스테이지(7)의 움직인 거리와 마스크(2)에서 두 마크(3,4)사이의 거리(R)를 비교하여 투영렌즈의 배율변화를 감지한다.
네번째로 투영렌즈(6)의 초점위치를 찾는 방법은 다음과 같다.
제7도에 도시되어 있듯이, 워크피스 스테이지(7)를 투영렌즈(6)의 초점 근처에 두고 제3마크(5)을 투영렌즈(6)를 통해 제5마크(9) 위에 결상시킨다.
이때 워크피스 스테이지(7)를 오른쪽(X)방향으로 주사시키면 사인커브(sine curve) 형태의 광강도 변화가 제2광검출기(11)에서 얻어진다. 다시 워크피스 스테이지를 광축(Z) 방향으로 미소하게 이동시키고 왼쪽(-X) 방향으로 주사시킨다. 이때에는 정렬신호의 선폭이 변하게 된다. 이러한 과정을 반복하여 이중 정렬신호의 선폭의 위치가 가장 작을 때의 워크피스 스테이지(7)의 위치가 투영렌즈(6)의 초점의 위치(P)가 된다.
상기한 다수의 기능을 가진 광검출기에서 제8도에 도시된 워크피스 스테이지(7)와 광검출부(10,11)의 다른 구성의 동작은 같으며, 이 경우에는 워크피스 스테이지(7)의 최대 이동거리가 커야한다.
상기한 다수의 기능을 가진 광검출기에서 제9도에 도시된 상기한 워크피스 스테이지(7)와 광검출부(10,11)의 또 다른 구성의 동작은 같으며, 이 경우에는 마스크 스테이지(1)에 마스크(2)를 올려 놓으면서 동시에 워크피스 스테이지(7)에 제2마스크(12)를 올려놓아야 한다. 또한 제2마스크(12)에 새겨진 제4마크(8), 제5마크(9)가 정확히 워크피스 스테이지(7)의 제1광검출기(10), 제2광검출기(11)위에 놓여야 한다.
이상에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 한종류의 광검출기로써 노광광원의 광균일도, 투영렌즈의 배율변화 감지, 두 스테이지의 움직임에 있어서의 평행도 배출 및 투영렌즈의 초점위치를 자동으로 검출할 수 있는 효과를 가진 다수의 기능을 가진 광검출기를 제공할 수 있다.

Claims (9)

  1. 노광광이 들어오는 마스크 스테이지와;
    상기의 노광광을 받아서 결상을 하기 위한 투영렌즈와;
    상기 마스크 스테이지 위에 놓여 있으며, 두 스테이지의 움직임의 평행도를 검출하기 위한 제1마크와, 상기 제1마크와 같이 동작하여 투영렌즈의 배율변화를 측정하기 위한 제2마크와, 투영렌즈의 초점위치를 찾기 위한 제3마크가 새겨져 있는 마스크와;
    상기 결상되는 워크피스 스테이지와;
    상기 제1마크와 제2마크의 동작을 돕기 위한 제4마크가 새겨져 있으며, 상기 워크피스 스테이지 위에 놓여 노광광을 검출하기 위한 제1광검출부와;
    상기 제3마크의 동작을 돕기 위한 제5마크가 새겨져 있으며, 상기 워크피스 스테이지 위에 놓여 노광광을 검출하기 위한 제2광검출부로 구성되어짐을 특징으로 하는 다수의 기능을 가진 광검출기.
  2. 제1항에 있어서, 상기한 워크피스 스테이지와 워크피스 스테이지의 가장자리에 제1광검출부와 제2광검출부를 위치시킨 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다수의 기능을 가진 광검출기.
  3. 제1항에 있어서, 상기한 워크피스 스테이지에는 제1광검출부, 제2광검출부만을 위치시키고, 제4마크, 제5마크는 별도의 제2마스크에 새겨서, 상기 제2마스크를 워크피스 스테이지위에 올려놓은 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다수의 기능을 가진 광검출기.
  4. 제1항에 있어서, 상기한 마스크는 제1마크, 제2마크, 제3마크가 새겨져 있으며, 두 스테이지의 움직임의 평행도를 검출하고, 투영렌즈의 배율변화를 측정하고, 투영렌즈의 초점위치를 찾는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 다수의 기능을 가진 광검출기.
  5. 제1항 또는 2항에 있어서, 상기한 제1광검출부, 제2광검출부 위에 놓인 제4마크, 제5마크 대신에 제4마크, 제5마크가 새겨진 별도의 제2마스크를 사용하는 것을 특징으로 하는 다수의 기능을 가진 광검출기.
  6. 제1항에 있어서, , 상기한 제1광검출부, 제2검출부의 위치를 워크피스 스테이지의 중심에 두어 워크피스 스테이지의 최대이동거리를 줄이도록 하는 것을 특징으로 하는 다수의 기능을 가진 광검출기.
  7. 제1항에 있어서, 배율보정, 스테이지의 움직임의 평행도 측정과 투영렌즈의 촛점위치를 찾는데 각각 다른 독립의 제1마크, 제2마크, 제3마크를 사용하는 것을 특징으로 하는 다수의 기능을 가진 광검출기.
  8. 제1항에 있어서, 상기한 제1마크, 제2마크는 투영렌즈의 초점위치를 찾기 위해 슬릿(slit) 구조를 가진 마크와 광검출기를 사용하는 것을 특징으로 하는 다수의 기능을 가진 광검출기.
  9. 제1항에 있어서, 상기한 마크와 광검출기는 스테이지 움직임의 평행도를 검출하고 투영렌즈의 배율변화를 측정하기 위해 비주기적인 배열의 슬릿 구조를 가진 마크와 광검출기를 사용하는 것을 특징으로 하는 다수의 기능을 가진 광검출기.
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