KR100218348B1 - 셔터 구동위치 검출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포토공정에서 웨이퍼에 조사하기 위한 빛을 조명계 내부로 투광 및 차광시켜 주는 노광장비의 셔터(shutter)에 관한 것으로, 특히 초고압 수은램프와 같은 고열 광원을 투광 및 차단시키는 셔터의 구동위치를 검출하는 데 적당하도록 한 셔터 구동 위치 검출장치에 관한 것으로, 노광원에서 발생하는 열에 의하여 악영향을 받지 않도록, 레이저빔 발생수단 및 레이저빔 검출수단과; 그 레이저빔 발생수단에서 방사된 레이저빔을 소정의 경로를 통해 상기 레이저빔 검출수단으로 전송하기 위한 것으로 그 레이저빔 전달경로가 노광원을 차단 및 개방시키는 셔터에 의하여 차단되거나 개방될 수 있도록 한 레이저빔 전달수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 레이저빔을 이용하여 셔터의 구동위치를 검출하도록 구성된 본 발명은, 노광원이 고열을 내는 경우에도 악영향을 받지 않게 될 뿐만 아니라 셔터의 구동위치를 정확하게 검출할 수 있는 효과가 있다.

Description

셔터 구동위치 검출장치

본 발명은 포토공정에서 웨이퍼에 조사하기 위한 빛을 조명계 내부로 투광 및 차광시켜 주는 노광장비의 셔터(shutter)에 관한 것으로, 특히 초고압 수은램프와 같은 고열 광원을 투광 및 차단시키는 셔터의 구동위치를 검출하는 데 적당하도록 한 셔터 구동 위치 검출장치에 관한 것이다.

반도체소자를 제조하기 위한 포토리소그래피 공정에서는 소정의 패턴이 인쇄된 레티클을 포토레지스트에 전사하기 위한 노광공정이 필수적인데, 그러한 노광공정은 노광원과 웨이퍼 사이에 구비된 셔터를 통해 상기 노광원에서 방사된 빛을 원하는 시기(주기 및 속도)에 웨이퍼에 조사하도록 이루어졌다. 그리고, 상기 셔터가 구동됨에 따라 노광원이 차단되거나 개방되는 경우, 그 셔터와 함께 구동되는 셔터 구동위치 검출수단이 셔터 구동상태를 감시하도록 이루어졌다.

이하, 일반적인 스테퍼장비에 구비된 종래 기술에 따른 셔터 및 그 셔터의 구동위치 검출장치에 대해서 첨부된 제1도-제5b도를 참조하면 다음과 같다.

제1도와 제2도는 조명계 유니트의 외관을 나타낸 사시도 및 그 조명계 유니트의 내부 구조를 나타낸 단면도로서, 셔터 드라이버(shutter drivr)의 구동제어를 받아 수은램프(110)에서 반사된 빛을 조명계의 내부로 조사하거나 차단하도록 구동되는 셔터(120) 및 그 셔터의 구동상태를 감시하기 위한 포토센서(131, 132)가 일체형으로 형성되었음을 보여주고 있다.

그리고, 제3도는 상기 제2도에 도시된 셔터 및 구동위치 검출장치를 나타낸 사시도이고, 제4도는 상기 제3도에 도시된 셔터를 별도로 나타낸 사시도로서, 날개판(125) 및 그 날개판(125)을 구동(회전)시키기 위한 DC모터(124)로 구성되는 셔터와 함께 상기 날개판(125)의 구동위치(회전량)를 검출하기 위한 2개의 포토센서(131, 132)가 그 날개판(125)의 구동위치에 따라 빛을 인가받거나 받지 못하게 되는 위치에 부착되었음을 보여주고 있다. 이때, 상기 DC 모터(124)는 셔터 드라이버(미도시)의 구동제어를 받아 구동된다.

그리고, 제5a도와 제5b도는 날개판이 노광원을 개방시킨 상태를 각각 나타낸 평면도로서, 제5a도는 DC모터(124)의 구동에 따라 X-축 방향으로 회전한 날개판(125)이 노광원(110)에서 조명계 내부로 조사되는 빛을 차단함과 동시에 그 날개판(125)의 구동위치를 검출하기 위한 2개의 포토센서(131, 132)으로 입사되는 빛을 차단한 상태에 있음을 보여주고, 제5b도는 상기DC 모터(124)가 제5a도와 같이 노광원(110)을 차단하고 있는 날개판(125)을 90°만큼 회전시킴에 따라, 노광원(110)에서 방사된 빛이 조명계 내부로 조사됨과 동시에 2개의 포토센서(131, 132)로 조사됨을 보여주고 있다.

이와 같이 구성된 셔터 및 셔터 구동위치 검출장치의 동작에 대해서 간단히 설명하면 다음과 같다.

씨피유(CPU)의 명령을 받는 셔터 드라이버가 사이 씨피유로부터 인가하는 데이터나 그 자신이 설정한 데이타에 따른 셔터 주기 및 속도로 DC모터(124)를 구동시키면, 그 DC모터(124)가 날개판(125)을 회전시킴으로써 그 날개판(125)이 노광원(110)을 차단시키거나 개방시키게 된다. 이때, 상기 날개판(125)은 상기와 같이 노광원(110)으로부터 방사되는 빛을 조명계 내부로 투광 및 차광시키는 역할과 함께 그 빛을 포토센서(131, 132)로 투광 및 차광시키는 역할을 하게된다. 그 결과, 2개의 포토센서(131, 132)가 날개판(125)이 노광원(110)을 완전히 차단하는 위치에 있을 때에는 노광원(110)의 빛을 수광할 수 없게 되지만, 노광원(110)을 완전히 개방시키는 위치에 있을 때에는 노광원(110)의 빛을 수광할 수 있게 됨으로써, 그에 따른 광검출신호가 아날로그 프로세서 피씨비를 통해 상기 씨피유로 출력된다.

이에 따라, 상기 씨피유는 2개의 포토센서(131, 132)로부터 인가받는 신호를 분석하여 상기 날개판(125)이 정상적으로 구동되고 있는가를 판단함과 아울러 그 판단결과에 따라 셔터 드라이버에 DC모터 구동제어신호를 인가한다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술은 노광원이 수은램프와 같이 고열(800 -1000℃)을 내타내는 경우에는 셔터 및 셔터 구동위치 검출수단으로 전원을 인가하거나 그들과 씨피유 및 셔터 드라이버와 신호를 주고받기 위한 신호선이 상기 고열에 의하여 열화되게 됨으로써 그 신호선이 단선되거나 신호 전달에 장애를 일으키게 되는 문제점이 발생하였다. 그 뿐만 아니라, 열에 약한 포토센서가 노광원에 장기간 노출되게 되면, 그 포토센서가 오동작을 하게 되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 고열 노광원으로부터 받는 악영향을 최소로 함과 아울러 셔터의 구동위치를 정확하게 검출하는데 적당하도록 한 셔터 구동위치 검출장치를 제공함에 목적이 있다.

제1도는 조명계 유니트의 외관의 나타낸 사시도.

제2도는 상기 제1도에 도시된 조명계 유니트의 단면도.

제3도는 상기 제2도에 도시된 셔터 및 구동위치 검출장치를 나타낸 사시도.

제4도는 상기 제3도에 도시된 셔터를 별도로 나타낸 사시도.

제5a도와 제5b도는 날개판이 노광원을 차단한 상태와 노광원을 개방시킨 상태를 각각 나타낸 평면도,

제6도는 본 발명의 바람직한 살시예에 따른 셔터 구동위치 검출장치의 구성도.

제7도는 상기 제6도에 도시된 셔터 및 셔터 구동위치 검출장치를 구동제어하기 위한 수단을 블록으로 나타낸 구성도.

제8도는 본 발명에 따른 셔터 구동위치 검출장치를 구현하기 위한 날개판의 구조도.

제9도는 상기 제8도는에 도시된 날개판의 위와 아래에서 각각 레이저빔을 굴절시키는 제 1 90°굴절 미러와 제 3 90°굴절 미러의 고정상태를 나타낸 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

124 : DC모터 125 : 날개판

211 : He-Ne 레이저 125 : 50% 빔 스플리터

222a, 222b, 223b : 반사 미러 224a, 224b, 225a, 225b : 굴절 미러

231a, 231b : 레이저빔 디텍터 241 : 셔터 드라이버

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 레이저빔을 이용하여 셔터의 구동위치를 검출하는 것으로, 레이저빔 발생수단 및 레이저빔 검출수단과 ; 그 레이저빔 발생수단에서 방사된 레이저빔을 소정의 경로를 통해 상기 레이저빔 검출수단으로 전송하기 위한 것으로, 그 레이저빔 전달경로가 노광원을 차단 및 개방시키는 셔터에 의하여 차단되거나 개방될 수 있도록 한 레이저빔 전달수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명한다. 제6도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셔터 구동위치 검출장치의 구성도로서, 이에 도시된 바와 같이, He-Ne(He-Cd) 레이저(211) 및 제1, 2 레이저빔 디텍터(231a, 231b)와 ; 상기 He-Ne(He-Cd) 레이저(211)로부터 방사되는 레이저빔을 2개로 분리시키는 50% 빔 스플리터(221)와; 그 빔 스플리터(221)에 의하여 분리된 2개의 레이저빔을 각각 소정의 방향으로 반사시키는 제1 반사 미러(222a) 및 제2, 3 반사미러(222b, 223b)와; 날개판(125)의 상부에서 상기 제1 반사 미러(222a) 및 제 3 반사 미러(223b)에서 각각 반사된 레이저빔을 입사받아 그 레이저빔을 상기 날개판(125)의 하부로 굴절시키는 제1,2 90°굴절 미러 (224a, 224b)와; 날개판(125)의 하부에서 상기 제1 ,2 90°굴절 미러(224a, 224b)에서 굴절된 레이저빔을 각각 입사받아 상기 제1, 2 레이저빔 디텍터(231a, 231b)로 각각 굴절시키는 제3, 4 90°굴절 미러(225a, 225b)로 구성됨으로 보여주고 있다. 여기서, 상기 날개판(125)에는 2개의 구멍(125a, 125b)이 형성되어 있을 수 있는데, 그 구멍들(125a, 125b)은 날개판(125)이 노광원(110)을 완전히 차단하는 위치에 있을 경우에 상기 제1, 2 90°굴절 미러(224a, 224b)에서 제3, 4 90°굴절 미러(225a, 225b)로 전달되는 레이저빔이 투과될 수 있는 위치에 형성된다. 그리고, 도면의 미설명 부호 124는 날개판(125)를 회전시키기 위한 DC모터를 나타낸다.

그리고, 상기와 같이 구성된 셔터 및 셔터 구동위치 검출장치를 구동제어하기 위한 수단으로서는, 제7도에 블록으로 도시된 바와 같이 He-Ne 레이저(211)에 구동전원을 인가 하기 위한 레이저 파워 공급부(210) 및 레이저 파워 디텍터(231)와 ; 셔터(243)를 구동시키는 셔터 드라이버(242)와; 셔터의 구동위치를 검출하는 제1, 2 레이저빔 디텍터(243)의 출력을 증폭하는 프리-앰프(244) 및 그 프리-앰프(244)의 출력을 처리하여 상기 셔터 드라이버(242)로 출력하는 아날로그 프로세서 피씨비(245)와 ; 인터페이스 보드(241)를 통해 상기 레이저 파워 디텍터(231), 셔터 드라이버(242), 아날로그 프로세서 피씨비(245)의 출력을 인가받아 그 인가받은 신호 및 기설정된 프로그램에 따라 상기 셔터 드라이버(242)에 셔터(243)를 구동시키기 위한 신호를 인가하는 메인 씨피유(200)로 구성됨으로 보여주고 있다. 여기서, 도면 부호 243은 셔터를 구성하는 DC모터(124)와 그 셔터의 구동위치를 검출하기 위한 제1, 2 레이저빔 디텍터(231a, 231b) 를 나타낸다.

한편, 제8도는 본 발명에 따른 셔터 구동위치 검출장치를 구현하기 위한 날개판의 구조도로서, 레이저빔이 투과할 수 있는 구멍(125a, 125b)이 각 모서리에 형성되어 있음을 보여주고 있다. 이때, 상기 각 구멍(125a, 125b)은 날개판(125)이 노광원을 차단하는 위치에 있을 때 그 날개판(125)의 상부에 있는 제1, 2 90°굴절 미러(224a, 224b)에서 제3, 4 90°굴절미러(225a, 225b)로 전달되는 레이저빔이 투과할 수 있는 위치에 형성된다. 그리고, 제9도는 상기 제8도에 도시된 날개판(125)의 위와 아래에서 각각 레이저빔을 굴절시키는 제1 90°굴절 미러 (224a)와 제3 90°굴절 미러(225a)의 고정상태를 나타낸 사시도로서, 제1, 3 90°굴절 미러 고정/조절 플레이트(261)에 고정/부착된 상기 제1 90°굴절 미러(224a) 및 제 3 90°굴절 미러(225a)가 상기 날개판(125)의 구멍(125a)에 대해서 정확한 위치에 있지 않은 경우에는 그 제1 90°굴절 미러(224a) 및 제3 90°굴절 미러(225a)의 고정 위치를 조절할 수 있도록 위치조절수단(261a)이 구비되어 있음을 보여주고 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 셔터 및 셔터 구동위치 검출장치의 동작에 대해서 설명하면 다음과 같다.

인터페이스 보드(241)을 통해 메인 씨피유(200)로부터 명령을 인가받는 셔터 드라이버 (242)가 그 명령에 따라 DC모터(124)를 구동시키면, 그 DC모터(124)에 연결된 날개판(125)이 회전하게 된다. 이때, He-Ne 레이저(211)는 레이저 파워 공급부(210)로부터 전원을 인가받아 레이저빔을 발생시켜 빔 스플리터(221)로 방사한다.

이에 따라, 상기 빔 스플리터(221)는 입사받는 레이저빔을 2개로 분리시켜 하나는 제1 반사 미러 (222a)로 보내고 다른 하나는 제2 반사 미러(222b)로 보낸다. 이때, 상기 제2 반사 미러(222b)는 입사된 레이저빔을 제3 반사 미러(223b)로 반사한다.

이후, 상기 제1 반사 미러(222a)와 제3 반사 미러(223b)로 각각 입사된 레이저빔들은 날개판(125)의 상부에 있는 제1, 2 90°굴절 미러(224a, 224b)로 반사된 후, 그 제1, 2 90°굴절 미러(224a, 224b)에서 날개판(125)의 하부에 있는 제3, 4 90°굴절 미러(225a, 225b)로 굴절되고, 그 제3, 4 90°굴절 미러(225a, 225b)에서 제1, 2 레이저빔 디텍터(231a, 231b)로 각각 굴절된다.

이때, 상기 날개판(125)은 상기 제1, 2 90°굴절 미러(224a, 224b)와 제 3, 4 90°굴절 미러(225a, 225b) 사이를 회전하면서, 그 제1, 2 90°굴절 미러(224a, 224b)에서 제3, 4, 90°굴절 미러(225a, 225b)로 전달되는 레이저빔을 차단하거나 투과시키게 된다. 즉, 날개판(125)이 노광원(110)을 개방시키는 위치에 있는 경우 제 1, 2 90°굴절 미러(224a, 224b)에서 제3, 4 90°굴절 미러(225a, 225b)로 전달되는 레이저빔이 상기 날개판(125)에 의하여 차단되지 못하지만, 그 날개판(125)이 노광원(110)을 차단시키기 위해 회전하는 경우에는 그 날개판(125)이 제1 90°굴절 미러(224a, 224b)에서 제390°굴절 미러(225a, 225b)로 입사되는 레이저빔을 차단시키는 영역을 지나게 되므로, 하나 이상의 레이저빔 전달경로가 차단된다. 이후, 상기 날개판(125)이 노광원(110)을 완전히 차단시키는 영역에 도달하게 되면, 그 날개판(125)에 형성된 구멍(125a, 125b)을 통해 상기 제1, 2 90°굴절 미러(224a, 224b)에서 굴절된 레이저빔이 제3, 4 90°굴절 미러(225a, 225b)로 입사된다.

따라서, 날개판(125)이 노광원(110)을 완전히 개방시키는 상태에서 뿐만 아니라 완전히 차단시키는 상태에서는 상기 제3, 4 90°굴절 미러(225a, 225b)가 동시에 레이저빔을 입사받아, 그 레이저빔을 제1, 2 레이저빔 디텍터(231a, 231b)로 굴절시킨다.

이와 같은 과정을 통해 레이저빔을 감지하거나 감지하지 못하는 동작을 반복하게 되는 상기 제1, 2 레이저빔 디텍터(231a, 231b)은 레이저빔 감지신호를 프리-앰프(244)로 출력하고, 그 프리-앰프(244)는 그 신호를 증폭하고, 아날로그 프로세서 피씨비(245)가 그 증폭된 신호를 인가받아 처리한 후, 셔터 드라이버(242) 및 메인 씨피유(200)로 전송함으로써, 그 메인 씨피유(200)가 셔터 구동위치(회전량)를 판단하게 된다.

상술한 바와 같이 레이저빔을 이용하여 셔터 구동위치를 검출하는 본 발명에 따른 셔터 구동위치 검출장치는, 노광원이 고열을 내는 경우에도 악영향을 받지 않게 될 뿐만 아니라 셔터의 구동위치를 정확하게 검출할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 레이저빔을 이용하여 셔터의 구동위치를 검출하는 것으로, 레이저빔 발생수단 및 레이저빔 검출수단과; 그 레이저빔 발생수단에서 방사된 레이저빔을 소정의 경로를 통해 상기 레이저빔 검출수단으로 전송하기 위한 것으로, 그 레이저빔 전달경로가 노광원을 차단 및 개방시키는 셔터에 의하여 차단되거나 개방될 수 있도록 한 레이저빔 전달수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 셔터 구동위치 검출장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 레이저빔 발생수단은 He-Ne 레이저나 He-Cd 레이저로 구성되는 것을 특징으로 하는 셔터 구동위치 검출장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 레이저빔 검출수단은 레이저빔의 유/무를 감지할 수 있는 디텍터로 구성되는 것을 특징으로 하는 셔터 구동위치 검출장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 레이저빔 전달수단은 레이저빔 발생수단으로부터 방사되는 레이저빔을 2ro로 분리시키는 50% 빔 스플리터와, 그 빔 스플리터에 의하여 분리된 2개의 레이저 빔을 각각 소정의 방향으로 반사시키는 제1반사 미러 및 제2, 3 반사 미러와, 날개판의 상부에서 상기 제1반사 미러 및 제3반사 미러에서 각각 반사된 레이저 빔을 입사받아 그 레이저빔을 상기 날개판의 하부방향으로 굴절시키는 제1, 2 90°굴절 미러와, 날개판의 하부에서 상기 제1, 2 90°굴절 미러에서 굴절된 레이저빔을 각각 입사받아 상기 레이저빔 검출수단으로 각각 굴절시키는 제3, 4 90°굴절 미러로 구성되는 것을 특징으로 하는 셔터 구동위치 검출장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제1, 2 90°굴절 미러와 제3, 4 90°굴절 미러는, 날개판이 그 제1, 2 90°굴절 미러와 제3,4 90°굴절 미러 사이에 위치하게 됨으로써 노광원을 차단하는 경우에 그 날개판에 형성된 2개의 구멍을 통해 레이저빔을 전달할 수 있는 위치에 고정되는 것을 특징으로 하는 셔터 구동위치 검출장치.