KR100598933B1 - Light emitting apparatus for uv system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자외선 노광기에 관한 것으로, 상세하게는 광원에서 발생하는 유효자외선을 수천㎽/㎠의 강한 에너지세기를 가지고 부분편광하여 평행광에 근접한 입사각을 갖고 자외선을 대상제품에 방출함에 따라 마이크로 영역의 패턴들에 대응할 수 있도록 하고, 반사체의 반사율의 향상 및 손실등을 방지하여 광원에서 발생된 유효 에너지의 효율을 극대화함에 따라 반도체나 디스플레이소자 등에서 별도의 감광필름을 사용하지 않고도 노광공정을 수행하므로 에칭등의 공정등이 생략될 수 있어 막대한 비용절감이 가능한 자외선 노광기의 발광장치에 관한 것이다The present invention relates to an ultraviolet exposure machine, and in particular, the effective ultraviolet light generated from the light source is partially polarized with a strong energy intensity of several thousand kW / cm 2 and has an incident angle close to parallel light, and emits ultraviolet light to the target product. Patterns can be coped, and the reflectance of the reflector can be prevented from being improved and the maximum efficiency of the effective energy generated from the light source is maximized, so that the semiconductor or display device can perform the exposure process without using a separate photosensitive film. The light emitting device of the ultraviolet exposure machine can be omitted, such as a process can be omitted

본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 본 발명의 자외선 노광기의 발광장치는, 반도체 또는 디스플레이소자 등에 자외선을 발광하여 대상제품에 패턴을 형성하는 발광장치를 구비한 자외선 노광기에 있어서, 상기 발광장치는 자외선을 발광하고, 발광된 광을 반사시켜 일정공간에 집광시키는 발광모듈과; 상기 발광모듈에서 집광된 산란광을 자체 굴절율을 이용하여 부분편광하여 평행광으로 보정하는 렌즈모듈과; 상기 렌즈모듈을 투과한 광의 입사각을 보정하여 대상제품에 방출하는 셀모듈을 포함한다According to a first embodiment of the present invention, a light emitting device of the ultraviolet exposure machine of the present invention is a ultraviolet exposure machine having a light emitting device for emitting a UV light in a semiconductor or display element to form a pattern on a target product, the light emitting device is A light emitting module which emits ultraviolet rays and reflects the emitted light to focus on a predetermined space; A lens module which partially polarizes the scattered light collected by the light emitting module using its refractive index and corrects the light into parallel light; It includes a cell module for correcting the incident angle of the light transmitted through the lens module to emit to the target product

자외선, 노광기, 에칭, 감광필름, 포토리소그라피 UV light, exposure machine, etching, photosensitive film, photolithography

Description

자외선 노광기의 발광장치{Light Emitting Apparatus for UV System}Light Emitting Apparatus for UV System

도 1은 본 발명에 따른 자외선 노광기를 나타낸 사시도,1 is a perspective view showing an ultraviolet exposure machine according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 자외선 노광기의 발광장치에서 발광모듈을 나타낸 사시도,2 is a perspective view showing a light emitting module in a light emitting device of an ultraviolet exposure machine according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 자외선 노광기의 발광장치에서 냉각수순환부를 나타낸 정면도,Figure 3 is a front view showing the cooling water circulation in the light emitting device of the ultraviolet exposure machine according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 자외선 노광기의 발광장치에서 발광모듈을 나타낸 정면도,4 is a front view showing a light emitting module in the light emitting device of the ultraviolet exposure machine according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 자외선 노광기의 발광장치에서 렌즈모듈을 나타낸 분해사시도,5 is an exploded perspective view showing a lens module in the light emitting device of the ultraviolet exposure machine according to the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 자외선 노광기의 발광장치에서 셀모듈을 나타낸 사시도,6 is a perspective view showing a cell module in the light emitting device of the ultraviolet exposure machine according to the present invention;

도 7은 본 발명에 따른 자외선 노광기의 발광모듈과 렌즈모듈의 발광경로를 나타낸 단면도,7 is a cross-sectional view showing a light emitting path of a light emitting module and a lens module of the ultraviolet exposure machine according to the present invention;

도 8은 본 발명에 따른 자외선 노광기의 발광장치에서 광의 입사각에 따른 패턴형성을 보여주는 도면이다. 8 is a view illustrating pattern formation according to an incident angle of light in a light emitting device of an ultraviolet exposure machine according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

100 : 자외선 노광기 101 : 프레임100: ultraviolet exposure machine 101: frame

102 : 발광장치 103 : 스테이지102 light emitting device 103 stage

104 : 전원공급 및 제어부 105 : 이송부104: power supply and control unit 105: transfer unit

12 : 발광모듈 16 : 렌즈모듈12: light emitting module 16: lens module

17 : 셀모듈 121 : 하우징17: cell module 121: housing

122 : 질소배출공 123 : 단열판안착홈 122: nitrogen exhaust hole 123: insulating plate seating groove

124 : 모듈안착홈 125 : 냉각실링홈 124: module seating groove 125: cooling sealing groove

126 : 냉각수순환부 126a : 냉각판 126: cooling water circulation section 126a: cooling plate

126b : 냉각수실링판 127 : 타원형반사체 126b: cooling water sealing plate 127: elliptical reflector

128 : 자외선램프 129 : 질소공급부 128: UV lamp 129: nitrogen supply unit

161 : 렌즈지그 162 : 비구면 볼록렌즈 161: lens jig 162: aspherical convex lens

163 : 비구면 오목렌즈 171 : 셀지그 163: aspherical concave lens 171: cell jig

172 : 박막코팅셀172: thin film coating cell

본 발명은 자외선 노광기에 관한 것으로, 상세하게는 광원에서 발생하는 유효자외선을 수천㎽/㎠의 강한 에너지세기를 가지고 부분편광하여 평행광에 근접한 입사각을 갖고 자외선을 대상제품에 방출함에 따라 마이크로 영역의 패턴들에 대응할 수 있도록 하고, 반사체의 반사율의 향상 및 손실등을 방지하여 광원에서 발생 된 유효 에너지의 효율을 극대화함에 따라 반도체나 디스플레이소자 등에서 별도의 감광필름을 사용하지 않고도 노광공정을 수행하므로 에칭등의 공정등이 생략될 수 있어 막대한 비용절감이 가능한 자외선 노광기의 발광장치에 관한 것이다. The present invention relates to an ultraviolet exposure machine, and in particular, the effective ultraviolet light generated from the light source is partially polarized with a strong energy intensity of several thousand kW / cm 2 and has an incident angle close to parallel light, and emits ultraviolet light to the target product. Patterns can be coped, and the reflectance of the reflector can be prevented from being improved and the maximum efficiency of the effective energy generated by the light source is maximized, so that the semiconductor or display device does not use a separate photosensitive film. The present invention relates to a light emitting device of an ultraviolet exposure machine, which can be omitted and such a significant cost can be reduced.

현재까지 사용되는 포토리소그라피 기술을 크게 구분하자면, 처리제품의 세척 및 세정 등을 포함하는 원재료의 전처리과정/ 감광물질의 도포/노광/에칭이나 에싱과정 등으로 구분되어 질 수 있다. 물론 처리제품의 종류등에 따라 전처리나 후처리 과정들은 상이할 수 있으며 이러한 과정은 유사 반복과정을 통해 우리가 흔히 접하는 각종 인쇄회로기판이나 TFT-LCD, PDP, FED, OLED 등과 같은 표시장치들을 비롯해 반도체 미세회로나 소자들로 구현되는 것이다. The photolithography technology used to date can be broadly classified into pretreatment of raw materials including application of washing and cleaning of processed products, application of photosensitive materials, exposure, etching and ashing. Of course, the pretreatment or post-treatment processes may be different according to the type of processed products, and this process is similar to the process through which various printed circuit boards and display devices such as TFT-LCD, PDP, FED, OLED, etc. It is implemented with microcircuits or elements.

노광공정의 원리는 모재에 회로를 구성할 원하는 물질을 도포하고 그 위에 감광물질을 덧씌운 후에, 원하는 회로가 새겨진 마스크를 위에 두고 자외선을 투사하면 자외선에 노출된 부분과 노출이 되지 않은 부분으로 감광물질의 성질이 변하게 되는데 이를 적절한 현상액으로 모재위에 도포된 물질을 제거할 수 있게 되어 원하는 이미지를 얻을 수 있게 되는 것이다. The principle of the exposure process is to apply the desired material to form a circuit on the base material, and then cover the photosensitive material on it, and then, when the UV light is projected on the mask with the desired circuit on it, the photo is exposed to the exposed and unexposed areas. The property of the material is changed, and the appropriate developer can remove the material applied on the base material, thereby obtaining a desired image.

이와 같은 포토리소그라피 공정을 수행하는 장치가 바로 자외선 노광 시스템 또는 자외선 노광기(이하에서는 자외선 노광기로 명칭을 부여한다)라 하며, 가장 일반적인 구분은 광원에서 발생되는 빔패턴(Beam Pattern)에 따라 산란광(Scattered)/반평행광(Semi Collimation)/평행광(Collimation) 타입으로 구분되며, 이것들의 가장 큰 차이점은 얻고자 하는 패턴들의 형태 및 사이즈로 대변된다. An apparatus that performs the photolithography process is called an ultraviolet exposure system or an ultraviolet exposure machine (hereinafter referred to as an ultraviolet exposure machine). The most common classification is scattered light according to a beam pattern generated from a light source. ) / Semi Collimation / Collimation type, the biggest difference of which is represented by the shape and size of the patterns to be obtained.

산란광형은 대략 60~80㎛, 반평행광형은 60㎛ 내외, 평행광형은 40㎛ 내외의 회로패턴을 얻을 수 있으며, 이보다 더 정밀하고 미세한 패턴들을 얻고자 할 때는 프로젝트타입(Project Type)이라 하여 특정 파장만을 광학적으로 정밀제어하여 이미지를 축소 투영하는 방식으로 미세회로패턴을 얻고 있다. Scattered light type is about 60 ~ 80㎛, antiparallel light type is about 60㎛, and parallel light type is about 40㎛. Circuit pattern can be obtained. If you want to get more precise and fine patterns, it is called Project Type. Microcircuit patterns have been obtained by optically precisely controlling only a specific wavelength to reduce and project an image.

그러나 이와 같은 종래의 자외선 노광기는 회로패턴이 점차로 미세화되어 갈 수 록 빔콘트롤에 따른 에너지손실이 큰 까닭에 제품처리의 공정들이 매우 복잡하고 까다로워지고 실제로 제품처리에 사용되어지는 유효에너지가 작아져서 보다 민감한 감광물질들을 사용하게 되거나, 광학적 제약이 덜한 박막재현이 가능한 감광물질들을 사용하게 됨으로써 새로운 도포/건조/세정 등의 공정들을 요하게 되어 결과적으로 생산비를 높이는 주요요인으로 작용하는 문제점이 있다. However, as the circuit pattern is gradually miniaturized, the conventional ultraviolet exposure machine has a large energy loss due to the beam control, which makes the process of product processing very complicated and difficult, and the effective energy used in the product processing becomes smaller. By using sensitive photosensitive materials or using photosensitive materials capable of reproducing thin films with less optical constraints, new coating / drying / cleaning processes are required, resulting in a major factor in increasing production costs.

또한 종래의 자외선 노광기는 광원의 출력이 8㎾이며, 감광필름을 사용하고, 제품처리면이 300×300mm3 에서 600×800mm2 정도에서 사용되는 장비를 기준으로 할때 제품처리면적에 따라 다르지만 보편적으로 2~55㎽/㎠의 세기를 갖고 있기 때문에 보다 정밀한 회로를 얻고자 할 경우에는 투사형 노광기라 하여 대구경의 비구면 렌즈 및 각종 광학부품들로 구성되어 투영시킬 이미지와 제품처리면의 이미지의 크기의 비를 작게하는 방법으로 작고 미세한 회로들을 얻고자 할 때, 이 타입을 사용하게 되는데, 빔형태는 이상적으로 얻을 수 있으나 유효파장들의 손실율이 너무 커서 일반적인 수십~수백㎛의 두께를 갖는 감광필름 등을 사용할 수가 없게 되어 동일한 전처리 방식으로는 원하는 미세회로를 얻을 수 없으므로 별도의 장비를 이용 하여 보다 감광특성이 좋은 자외선레진(UV Resin)을 박막으로 도포하여 노광을 한다. In addition, the conventional ultraviolet exposure machine has a light output of 8 kW, uses a photosensitive film, and has a product processing surface of 300 × 300 mm 3. 600 × 800mm 2 Although it depends on the processing area of the product based on the equipment used in accuracy, it has a strength of 2 ~ 55㎽ / ㎠, so if you want to obtain a more precise circuit, it is called a projection type exposure machine and a large-diameter aspherical lens and various optics. This type is used when small and fine circuits are to be obtained by reducing the ratio of the size of the image to the projected surface to the part composed of the parts. Loss ratio is too big to use general photoresist film with thickness of several tens to hundreds of micrometers, and the same pretreatment method cannot obtain desired microcircuit, so UV resin has better photosensitivity by using separate equipment. Is coated with a thin film and exposed.

그러나 이와 같은 투사형 노광기는 핵심부품인 비구면렌즈 등의 광학 부품들의 제조 및 설계가 까다롭고 광학적특성의 변동이 매우 심할 뿐 아니라 광학계들의 에너지 손실이 너무 큰 까닭에 제품처리 부분의 크기가 보통 수 인치(Inch) 이내의 제품들을 다루고 있을 뿐이다. However, such projection type exposure machine is difficult to manufacture and design optical components such as aspherical lens, which is a core component, and the optical characteristics are very fluctuate, and the energy loss of the optical systems is too large. It only deals with products within Inch.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 광원에서 발생되는 유효자외선을 수천 ㎽/㎠의 강한 에너지세기를 갖고 부분 편광함으로 입사각의 범위를 줄이므로 미세패턴들에 대응될 수 있어 별도의 감광필름을 사용하지 않더라도 노광을 가능케하는 자외선 노광기의 발광장치를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, the object of the present invention is to reduce the range of the angle of incidence by partially polarizing the effective ultraviolet light generated from the light source with a strong energy intensity of several thousand ㎽ / ㎠ and fine patterns The present invention provides a light emitting device of an ultraviolet exposure machine that can support the exposure even without using a separate photosensitive film.

본 발명의 다른 목적은 발광장치에서 실린더형상의 타원형의 반사체를 구비하고, 자외선램프의 열손실 내지 산화피막등에 의한 반사율의 저하를 방지하므로 자외선의 손실율을 최소화시켜 유효에너지의 효율을 극대화시킬 수 있도록 함에 있다. Another object of the present invention is to provide a cylindrical oval reflector in the light emitting device, and to prevent the decrease in reflectance due to heat loss or oxide film of the ultraviolet lamp to minimize the loss of ultraviolet rays to maximize the efficiency of the effective energy It is in a ship.

본 발명의 또 다른 목적은 발광장치에서 대상제품에 방출되는 자외선의 입사각, 파장대역과 빔의 굵기를 정밀제어함에 따라 대상제품별에 따라 선택적으로 패턴 형성에 최적인 자외선을 입사할 수 있도록 함에 한다. It is another object of the present invention to precisely control the incidence angle, wavelength band and beam thickness of ultraviolet rays emitted to a target product in the light emitting device, so that ultraviolet rays optimal for pattern formation can be selectively selected according to the target product. .

본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함한다.The present invention includes the following examples to achieve the object of the present invention as described above.

본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 본 발명의 자외선 노광기의 발광장치는, 반도체 또는 디스플레이소자 등에 자외선을 발광하여 대상제품에 패턴을 형성하는 발광장치를 구비한 자외선 노광기의 발광장치에 있어서, 상기 발광장치는 자외선을 발광하고, 발광된 광을 반사시켜 일정공간에 집광시키는 발광모듈과; 상기 발광모듈에서 집광된 자외선을 자체 굴절율을 이용하여 부분편광하여 평행광으로 보정하는 렌즈모듈과; 상기 렌즈모듈을 투과한 광의 입사각을 보정하여 대상제품에 방출하는 셀모듈을 포함한다. According to the first embodiment of the present invention, the light emitting device of the ultraviolet exposure machine of the present invention is a light emitting device of the ultraviolet exposure machine having a light emitting device that emits ultraviolet rays to a semiconductor or display element to form a pattern on a target product. The light emitting device includes: a light emitting module for emitting ultraviolet rays and reflecting the emitted light to focus the light in a predetermined space; A lens module which partially polarizes the ultraviolet light collected by the light emitting module using its refractive index and corrects the parallel light into parallel light; And a cell module configured to correct an incident angle of light passing through the lens module and emit the light to a target product.

본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 본 발명의 자외선 노광기의 발광장치는, 제 1 실시예에 있어서, 상기 발광모듈은 소정의 형상을 갖고 내측에 일정공간을 형성하는 하우징과;상기 하우징의 내측에 고정되어 반사면이 형성된 타원형의 내주면을 형성하는 타원형반사체와; 상기 하우징에 고정되어 자외선을 발광하는 자외선램프와; 상기 타원형반사체의 하측에서 관통형성되어 상기 렌즈모듈과 셀모듈이 순차적으로 안착되는 모듈안착홈과; 유입되는 냉각수를 상기 하우징의 양측면의 일정공간에서 순환시키므로 상기 타원형반사체를 냉각시키는 냉각수순환부를 포함한다. According to a second embodiment of the present invention, the light emitting device of the ultraviolet exposure apparatus of the present invention, in the first embodiment, the light emitting module has a predetermined shape and forms a predetermined space on the inside; An elliptical reflector fixed to and forming an inner circumferential surface of an elliptical shape having a reflective surface; An ultraviolet lamp fixed to the housing to emit ultraviolet light; A module seating groove formed in the lower side of the elliptical reflector to sequentially seat the lens module and the cell module; The cooling water is circulated in a predetermined space on both sides of the housing and thus includes a cooling water circulation unit for cooling the elliptical reflector.

본 발명의 제 3 실시예에 따르면, 본 발명의 자외선 노광기의 발광장치는, 제 2 실시예에 있어서, 상기 발광모듈은 상기 냉각수순환부에 냉각수를 공급하는 냉각수유입배관과; 상기 냉각수순환부에서 순환된 냉각수를 배출시키는 냉각수배출배관을 더 포함한다. According to a third embodiment of the present invention, the light emitting device of the ultraviolet exposure apparatus of the present invention, in the second embodiment, the light emitting module comprises: a cooling water inlet pipe for supplying cooling water to the cooling water circulation; It further comprises a cooling water discharge pipe for discharging the cooling water circulated in the cooling water circulation.

본 발명의 제 4 실시예에 따르면, 본 발명의 자외선 노광기의 발광장치는, 제 3 실시예에 있어서, 상기 하우징은 상측하우징과 하측하우징으로 분할형성되어, 상기 상측하우징의 하측단면에는 절곡형성되는 가이드홈이 형성되고, 상기 타원형반사체는 상측 타원형반사체와 하측 타원형반사체로 분할형성되어, 상기 상측 타원형반사체의 하측에는 상기 가이드홈에 일치되는 가이드단턱이 돌출형성되는 것을 특징으로 한다. According to the fourth embodiment of the present invention, in the third embodiment, the light emitting device of the ultraviolet exposure machine of the present invention, wherein the housing is divided into an upper housing and a lower housing, and is bent at a lower end surface of the upper housing. A guide groove is formed, and the elliptical reflector is divided into an upper elliptical reflector and a lower elliptical reflector, and the lower side of the upper elliptical reflector has a guide step corresponding to the guide groove.

본 발명의 제 5 실시예에 따르면, 본 발명의 자외선 노광기의 발광장치는, 제 4 실시예에 있어서, 상기 상측하우징과 하측하우징은 각각 하측과 상측단면에서 상호간에 일치되어 외측으로 돌출되는 돌출단턱이 형성되며, 상기 돌출단턱에 형성된 적어도 하나이상의 나사공에 삽입되는 나사에 의해 상호간에 결합된다. According to a fifth embodiment of the present invention, in the light emitting device of the ultraviolet exposure machine of the present invention, in the fourth embodiment, the upper housing and the lower housing are projected to protrude outwardly in correspondence with each other at the lower side and the upper side surface, respectively. It is formed, it is coupled to each other by screws inserted into at least one screw hole formed in the protruding step.

본 발명의 제 6 실시예에 따르면, 본 발명의 자외선 노광기의 발광장치는, 제 5 실시예에 있어서, 상기 냉각수순환부는 상기 상측 하우징과 하측하우징의 양측에서 내측 일정공간에서 상하방향으로 일정간격을 두고 형성되어 그 사이의 일정공간으로 냉각수로를 형성하며, 상측과 하측에서 각각 일측 또는 타측의 일정부분이 개방되되, 상측과 하측의 개방된 부분이 서로 대각선방향에서 형성되어 상측 냉각수로와 하측 냉각수로가 연결될 수 있도록 형성되는 복수개 이상의 냉각판과; 상기 복수개 이상의 냉각판이 형성되는 상측 및 하측하우징의 양측에 형성되는 일정공간을 밀폐시키는 냉각수실링판을 포함한다. According to the sixth embodiment of the present invention, the light emitting device of the ultraviolet exposure machine of the present invention, in the fifth embodiment, the cooling water circulation portion at a predetermined interval in the vertical direction in the inner constant space on both sides of the upper housing and the lower housing. It is formed to form a cooling water passage in a predetermined space therebetween, one side or the other side is opened at the upper side and the lower side, respectively, the upper and lower open portions are formed in a diagonal direction with each other, the upper cooling channel and the lower cooling water A plurality of cooling plates formed to connect the furnaces; It includes a cooling water sealing plate for sealing a predetermined space formed on both sides of the upper and lower housings the plurality of cooling plates are formed.

본 발명의 제 7 실시예에 따르면, 본 발명의 자외선 노광기의 발광장치는, 제 6 실시예에 있어서, 상기 냉각수순환부는 상기 냉각수유입배관을 최하측의 냉각 판에 의해 형성된 일정공간으로 연장 또는 연결시키므로 유입되는 냉각수가 하측에서부터 상기 복수개이상의 냉각판 사이에 형성되는 냉각수로와 각 냉각판에서 상호 엇갈리도록 형성되는 개방된 부분을 통하여 상측으로 차오르도록 하여 측면전체를 순환시켜 상기 냉각수배출배관을 통하여 배출시키는 것을 특징으로 한다. According to a seventh embodiment of the present invention, in the light emitting device of the ultraviolet exposure machine of the present invention, in the sixth embodiment, the cooling water circulation unit extends or connects the cooling water inlet pipe to a predetermined space formed by the cooling plate at the lowermost side. Therefore, the incoming coolant flows upward through the cooling water passage formed between the plurality of cooling plates from the lower side and the open portions formed to cross each other in each cooling plate, thereby circulating the entire side surface through the cooling water discharge pipe. It characterized in that the discharge.

본 발명의 제 8 실시예에 따르면, 본 발명의 자외선 노광기의 발광장치는, 제 2 실시예에 있어서, 상기 렌즈모듈은 확산되는 성질의 산란광을 수직방향으로 진행되는 성질의 광으로 보정하는 비구면볼록렌즈와; 상기 비구면볼록렌즈를 투과한 광을 평행광성질을 갖도록 부분편광하되 균일한 에너지세기를 갖도록 제어하는 비구면오목렌즈와; 상기 비구면볼록렌즈와 비구면오목렌즈가 순차적으로 적층되어 모듈안착홈에 안착되는 렌즈지그를 포함하되, 상기 비구면볼록렌즈와 비구면오목렌즈는 상기 비구면볼록렌즈만, 또는 상기 비구면볼록렌즈와 비구면오목렌즈의 동시채용을 대상제품의 유효파장대역에 따라 선택적으로 채용하는 것을 특징으로 한다. According to the eighth embodiment of the present invention, in the light emitting device of the ultraviolet exposure machine of the present invention, in the second embodiment, the lens module is an aspherical convex for correcting the scattered light having the property of propagating to the light having the property of proceeding in the vertical direction A lens; An aspherical concave lens which partially polarizes the light transmitted through the aspherical convex lens to have parallel optical properties, but controls to have a uniform energy intensity; The aspherical convex lens and the aspherical concave lens are sequentially stacked and includes a lens jig seated in the module seating groove, wherein the aspherical convex lens and the aspherical concave lens are the aspherical convex lens only, or the It is characterized in that the simultaneous adoption is selectively employed according to the effective wavelength band of the target product.

본 발명의 제 9 실시예에 따르면, 본 발명의 자외선 노광기의 발광장치는, 제 8 실시예에 있어서, 상기 비구면볼록렌즈와 상기 비구면오목렌즈는 상호간에 이격되는 간격에 따라서 대상제품에 입사되는 자외선 빔의 크기를 조절하는 것을 특징으로 한다. According to the ninth embodiment of the present invention, in the light emitting device of the ultraviolet exposure machine of the present invention, in the eighth embodiment, the aspherical convex lens and the aspherical concave lens are incident on the target product at intervals spaced apart from each other. It is characterized by adjusting the size of the beam.

본 발명의 제 10 실시예에 따르면, 본 발명의 자외선 노광기의 발광장치는, 제 2 실시예에 있어서, 상기 셀모듈은 상면과 하면중 어느 한쪽면에 박막코팅처리된 박막코팅막이 형성되어 적층 및 배열되므로 상기 비구면오목렌즈를 투과한 자외선의 굴절율과 에너지세기를 보정하므로 입사각을 제어하는 다수개의 박막코팅셀 과; 관통형성되어, 관통된 단면에 소정의 지지구성을 구비함에 따라 상기 다수개의 셀을 지지하는 셀지그를 포함한다. According to a tenth embodiment of the present invention, in the light emitting device of the ultraviolet exposure machine of the present invention, in the second embodiment, the cell module is formed by laminating a thin film coated film having a thin film coated on one of an upper surface and a lower surface thereof. A plurality of thin film coating cells arranged to adjust the angle of incidence by correcting the refractive index and energy intensity of the ultraviolet light transmitted through the aspherical concave lens; The cell jig includes a cell jig formed therethrough and supporting the plurality of cells according to a predetermined support configuration in the cross section.

본 발명의 제 11 실시예에 따르면, 본 발명의 자외선 노광기의 발광장치는, 제 10 실시예에 있어서, 상기 다수개의 박막코팅셀은 그 두께를 두껍게 하면 입사각을 크게하고, 두께를 작게 할수록 입사각이 작아지는 것을 특징으로 한다. According to the eleventh embodiment of the present invention, in the light emitting device of the ultraviolet exposure machine of the present invention, in the tenth embodiment, the plurality of thin film coating cells have a larger incident angle when the thickness thereof is increased, and as the thickness decreases, the incident angle is increased. It is characterized by being smaller.

본 발명의 제 12 실시예에 따르면, 본 발명의 자외선 노광기의 발광장치는, 제 1 내지 제 11 실시예 중 어느 하나에 있어서, 상기 하우징의 내측에 질소를 충진시켜 내측압력을 대기압보다 높게 유지시키는 질소공급부가 형성된다. According to a twelfth embodiment of the present invention, the light emitting device of the ultraviolet exposure apparatus of the present invention, in any one of the first to eleventh embodiments, to fill the inside of the housing with nitrogen to maintain the inner pressure higher than atmospheric pressure Nitrogen supply is formed.

본 발명의 제 13 실시예에 따르면, 본 발명의 자외선 노광기의 발광장치는, 제 12 실시예에 있어서, 상기 하우징은 상면에 관통형성되어 내측에 충진되는 질소를 배출시켜 내측압력을 일정하게 유지시키는 질소배출공을 포함한다. According to a thirteenth embodiment of the present invention, in the light emitting device of the ultraviolet exposure apparatus of the present invention, in the twelfth embodiment, the housing is formed to penetrate the upper surface to discharge nitrogen charged in the inner side to maintain a constant inner pressure. It includes a nitrogen discharge hole.

본 발명의 제 14 실시예에 따르면, 본 발명의 자외선 노광기의 발광장치는, 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항의 발광장치와; 상기 발광장치를 고정시키는 프레임과; 상기 발광장치에서 발광된 자외선이 입사되는 대상제품이 안착되는 스테이지와; 상기 스테이지를 XYZ축방향으로 이송시키는 이송부와; 상기 이송부를 구동제어하여 상기 스테이지의 위치를 설정하고, 상기 발광장치를 구동제어하는 전원 및 제어부를 포함한다. According to a fourteenth embodiment of the present invention, a light emitting device of the ultraviolet exposure apparatus of the present invention comprises: the light emitting device of any one of claims 1 to 13; A frame fixing the light emitting device; A stage on which a target product to which ultraviolet light emitted from the light emitting device is incident is seated; A transfer unit for transferring the stage in the XYZ axis direction; And a power source and a control unit for driving the transfer unit to set the position of the stage and controlling the driving of the light emitting device.

이하에서는 본 발명에 따른 자외선 노광기의 발광장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of a light emitting device of an ultraviolet exposure machine according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 자외선 노광기를 나타낸 사시도이다. 1 is a perspective view showing an ultraviolet exposure machine according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 자외선 노광기는 전원공급 및 제어신호를 출력하는 전원공급 및 제어부(104)와, 자외선을 발광시키는 발광장치(102)와, 대상 제품이 안착되는 스테이지(103)와, 상기 스테이지(103)를 이동시키는 이송부(105)와, 상기 발광장치(102)을 고정 및 지지하는 프레임(101)과, 발광장치(102)내의 열을 냉각시키기 위한 냉각수를 공급하는 냉각수유입배관(18-1) 및 냉각수배출배관(18-2)(도 2참조)을 포함한다. Referring to FIG. 1, the ultraviolet exposure machine according to the present invention includes a power supply and control unit 104 for outputting a power supply and control signal, a light emitting device 102 for emitting ultraviolet light, and a stage 103 on which a target product is seated. A coolant inlet for supplying a transfer part 105 for moving the stage 103, a frame 101 for fixing and supporting the light emitting device 102, and cooling water for cooling the heat in the light emitting device 102. A pipe 18-1 and a coolant discharge pipe 18-2 (see FIG. 2).

상기 전원공급 및 제어부(104)는 외부전원을 내부 장비의 구동전원으로 변환시켜 안정적으로 출력하고, 또한 사용자의 조작신호 또는 프로그래밍에 의한 제어신호를 출력하여 각 구성요소를 구동제어한다. The power supply and control unit 104 converts external power into driving power of internal equipment and stably outputs the power, and also outputs a user's operation signal or a control signal by programming to drive control of each component.

그리고 스테이지(103)는 노광처리의 대상 제품 및 마스크가 안착되고, 상기 이송부(105)는 상기 전원공급 및 제어부(104)의 제어에 따라 상기 스테이지(103)를 XYZ축방향으로 미세이송하고, 프레임(101)은 상기 발광장치(102)를 고정 및 지지한다.In the stage 103, a product and a mask to be subjected to an exposure process are seated, and the transfer unit 105 finely transfers the stage 103 in the XYZ axis direction under the control of the power supply and the control unit 104, and a frame. Reference numeral 101 fixes and supports the light emitting device 102.

또한 상기 발광장치(102)는 상기 스테이지(103)에 안착된 대상 제품 및 마스크에 자외선을 조사하여, 대상제품의 노광공정을 수행하며, 냉각수유입 및 배출배관(18-1, 18-2)(18-3, 18-4)은 상기 발광장치(102)의 발광모듈(12, 도 2 참조)에 냉각수를 공급 및 배출시켜 상기 발광모듈(12)의 내측 온도를 일정온도 이하로 유지시킨다. In addition, the light emitting device 102 irradiates ultraviolet rays to the target product and the mask seated on the stage 103 to perform the exposure process of the target product, and the cooling water inlet and discharge pipes 18-1 and 18-2 ( 18-3 and 18-4 supply and discharge cooling water to the light emitting module 12 (refer to FIG. 2) of the light emitting device 102 to maintain the inside temperature of the light emitting module 12 below a predetermined temperature.

상술한 바와 같이 상기 자외선 노광기(100)는 하측 일정공간의 내측에 상기 전원공급 및 제어부(104)가 설치되며, 그 상면에는 레일로서 이송부(105)가 설치되 고, 그 이송부(105)의 상측에 스테이지(103)가 설치된다. 또한 상기 발광장치(102)는 상면 일측에 설치되는 소정의 기구물에서 연장되는 프레임(101)에 의해 고정되어 상기 스테이지(103)의 상측에 설치된다. 이때 상기 발광장치(102)는 상기 스테이지(103)에 안착되는 대상제품의 상측으로 자외선을 조사하게 된다. 또한 상기 냉각수배출배관(18-2)은 상기 발광장치(102)의 상측, 상기 냉각수유입배관(18-1, 도 2 참조)는 하측에 각각 설치되고, 상기 냉각수유입배관(18-1, 도 2 참조)은 냉각수를 공급하고, 상기 냉각수배출배관(18-2)은 냉각수를 배출시킨다. 여기서 상기 발광장치(102)는 복수개로 분할된 하우징(121)을 포함하는 발광모듈(12)이 구성됨에 따라 상기 냉각수유입배관(18-1)과 냉각수배출배관(18-2)이 분할된 하우징(121) 마다 각각 설치함이 바람직하며 그 상세설명은 후술한다. As described above, the UV exposure apparatus 100 has the power supply and the control unit 104 installed inside the lower predetermined space, and a transfer unit 105 is installed on the upper surface thereof as a rail, and an upper side of the transfer unit 105. The stage 103 is installed. In addition, the light emitting device 102 is fixed by the frame 101 extending from a predetermined mechanism installed on one side of the upper surface is installed on the upper side of the stage 103. At this time, the light emitting device 102 is irradiated with ultraviolet light to the upper side of the target product seated on the stage 103. In addition, the coolant discharge pipe 18-2 is disposed above the light emitting device 102, and the coolant inlet pipe 18-1 (see FIG. 2) is disposed below the coolant inlet pipe 18-1. 2) supplies the cooling water, and the cooling water discharge pipe 18-2 discharges the cooling water. The light emitting device 102 is a housing in which the coolant inlet pipe 18-1 and the coolant discharge pipe 18-2 are divided according to the light emitting module 12 including a plurality of housings 121. It is preferable to install each of the 121 and a detailed description thereof will be described later.

도 2는 본 발명에 따른 자외선 노광기의 발광장치에서 발광모듈을 나타낸 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 자외선 노광기의 발광장치에서 냉각수순환부를 나타낸 정면도, 도 4는 본 발명에 따른 자외선 노광기의 발광장치에서 발광모듈을 나타낸 정면도이다. Figure 2 is a perspective view showing a light emitting module in the light emitting device of the ultraviolet exposure machine according to the invention, Figure 3 is a front view showing the cooling water circulation in the light emitting device of the ultraviolet exposure machine according to the invention, Figure 4 is the light emission of the ultraviolet light exposure machine according to the invention Front view of the light emitting module in the device.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 발광모듈(12)은 내측에 각 구성요소가 설치되는 하우징(121)과, 질소가 배출되는 질소배출공(122)과, 자외선을 발광하는 자외선램프(128)와, 상기 자외선램프(128)에서 발생된 열을 단열, 반사 및 절연기능을 갖고 상기 하우징(121)의 전면과 후면을 밀폐시키는 단열판(123)과, 상기 자외선램프(128)에서 발광된 자외선을 반사시키는 타원형반사체(127)와, 질소를 분출시켜 내부압력을 상승시키는 질소공급부(129)와, 렌즈모듈(16) 및 셀모듈(17)이 안착 되는 모듈안착홈(124)과, 발광모듈(12)의 열을 냉각시키는 냉각수순환부(126)와, 상기 냉각수순환부(126)를 밀폐시키는 냉각수실링판(126b)을 포함한다. 2 to 4, the light emitting module 12 includes a housing 121 in which each component is installed, a nitrogen discharge hole 122 through which nitrogen is discharged, and an ultraviolet lamp 128 for emitting ultraviolet light. ), A heat insulating plate 123 for insulating and reflecting heat generated from the ultraviolet lamp 128 and sealing the front and rear surfaces of the housing 121, and the ultraviolet light emitted from the ultraviolet lamp 128. An elliptical reflector 127 for reflecting the light, a nitrogen supply unit 129 for ejecting nitrogen to increase internal pressure, a module seating groove 124 on which the lens module 16 and the cell module 17 are seated, and a light emitting module And a cooling water circulation part 126 for cooling the heat of (12), and a cooling water sealing plate 126b for sealing the cooling water circulation part 126.

여기서 상기 하우징(121)과 타원형반사체(127)는 각각 복수개로 분할되어 상측 하우징(121a)의 하측에 가이드홈(121a-2)이 형성되며, 외측으로 돌출되는 돌출턱(121a-1)이 형성되고, 상측 타원형반사체(127a)는 하측에서 상기 상측 하우징(121a)의 절곡형성된 가이드홈(121a-2)에 일치되는 가이드단턱(127a-1)이 형성된다. 그리고 상기 하측 하우징(121b)은 상측이 평평한 단면을 형성하며 외측으로 돌출되는 돌출턱(121b-1)이 형성되고, 하측 타원형반사체(127b)는 그 상면이 평면을 형성하게 된다. 그리고 상기 상측하우징(121)과 하측하우징(121)은 각각의 돌출턱(121a-1, 121b-1)에 적어도 하나 이상의 나사공(도시되지 않음)이 상호 일치되도록 형성되어 삽입되는 나사에 의해 고정된다. Here, the housing 121 and the elliptical reflector 127 are each divided into a plurality of guide grooves 121a-2 are formed below the upper housing 121a, and protruding jaws 121a-1 protruding outward are formed. The upper elliptical reflector 127a is formed with a guide step 127a-1 corresponding to the bent guide groove 121a-2 of the upper housing 121a at the lower side. In addition, the lower housing 121b has a flat cross section and has a protruding jaw 121b-1 that protrudes outward, and the upper elliptical reflector 127b has a flat surface. In addition, the upper housing 121 and the lower housing 121 are fixed by screws that are formed and inserted so that at least one or more screw holes (not shown) are coincident with each of the protruding jaws 121a-1 and 121b-1. do.

따라서 상기 하우징(121)과 타원형반사체(127)는 각각 복수개로 구비됨에 따라 분리 및 결합이 용이함과 동시에 상기 가이드단턱(127a-1)과 가이드홈(121a-2)을 구비함에 따라 나사체결에 의한 고정시, 상기 상측 하우징(121a)이 상측 타원형반사체(127a)를 가압하여 상측과 하측의 타원형반사체(127a,127b)의 결합상태를 유지시킴으로 사용중에 각 반사체(127a, 127b) 간의 반사면이 어긋남으로 인한 반사율의 저하를 방지하게 된다. Therefore, as the housing 121 and the elliptical reflector 127 are each provided in plural numbers, the housing 121 and the elliptical reflector 127 are easily separated and coupled, and at the same time, the guide step 127a-1 and the guide groove 121a-2 are provided. When fixed, the upper housing 121a presses the upper elliptical reflector 127a to maintain the coupling state between the upper and lower elliptical reflectors 127a and 127b, so that the reflecting surfaces between the reflectors 127a and 127b are displaced during use. This is to prevent the decrease in reflectance due to.

또한 상기 타원형반사체(127)는 상측과 하측의 타원형반사체(127a, 127b)가 조립시에 반사면이 형성되는 타원형의 내주면을 형성하고, 외측으로 상기 하우징(121)에 일치되는 형상을 갖게 됨에 따라 타원형의 반사면에 의해 반사되는 광이 일정지점(B, 도 6참조)에서 집광된다. 이때 상기 타원형반사체(127)는 반사면의 반사효율을 높이기 위하여 고광택처리를 한 이후에 알루미늄 증착처리를 하여 반사율이 상기 자외선램프(128)의 광량 대비하여 일정범위내에 이르도록 한다. 예를 들면, 200~254nm의 파장을 갖는 자외선(UV-C)은 75~85%이상, 254~420nm의 자외선(UV-B, UV-c)은 85~98% 이상의 반사율이 나올 수 있도록 처리된 것을 사용한다. 이를 위한 알루미늄소재는 가공도와 열전도도를 고려하여 채용함이 바람직하다. In addition, the ellipsoidal reflector 127 forms an elliptical inner circumferential surface on which upper and lower ellipsoidal reflectors 127a and 127b form a reflective surface at the time of assembly, and has a shape that matches the housing 121 to the outside. Light reflected by the elliptical reflecting surface is collected at a predetermined point B (see FIG. 6). At this time, the ellipsoidal reflector 127 is subjected to aluminum deposition after the high gloss treatment to increase the reflection efficiency of the reflecting surface so that the reflectance is within a certain range compared to the amount of light of the ultraviolet lamp 128. For example, ultraviolet rays (UV-C) having a wavelength of 200 to 254 nm are treated at 75 to 85% or more, and ultraviolet rays (UV-B and UV-c) at 254 to 420 nm are treated to have a reflectance of 85 to 98% or more. Use the old one. Aluminum material for this purpose is preferably adopted in consideration of the workability and thermal conductivity.

또한 상기 타원형반사체(127)는 광원으로 사용되는 자외선램프(128)의 표면온도 유지조건과 광원에서 발생된 광화학적 활성인 자외선과 다량의 적외선 등으로부터 상기 타원형반사체(127) 및 후술되는 렌즈모듈(16)과 셀모듈(17)을 보호하고, 온도상승에 따른 열팽창에 의한 반사면의 변형을 최소화시키기 위하여 상기 냉각수순환부(126)에 순환되는 냉각수과 하우징(121)의 양측면에 전체적으로 순환됨과 동시에 상기 냉각판(126a)과의 충분한 접촉면을 갖도록 하우징(121)과 상기 타원형반사체(127)간에 이격된 공간이 발생되지 않도록 밀착시켜야 한다. In addition, the elliptical reflector 127 is the ellipsoid reflector 127 and the lens module (described below) from the surface temperature maintenance conditions of the ultraviolet lamp 128 used as a light source and photochemically active ultraviolet rays generated in the light source and a large amount of infrared light 16 and the circulation of the cooling water circulated through the cooling water circulation unit 126 and both side surfaces of the housing 121 to protect the cell module 17 and minimize the deformation of the reflective surface due to thermal expansion due to the temperature rise. In order to have a sufficient contact surface with the cooling plate 126a, the space between the housing 121 and the elliptical reflector 127 should be closely contacted with each other.

또한 상기 단열판(123)은 상기 하우징(121)의 일측과 타측에 각각 형성되는 단열판안착홈(123a)에 일치되어 상기 하우징(121)의 개방된 전면과 후면을 밀폐시키며, 이때 상술한 바와 같은 내측의 열을 단열시키는 기능과 함께 공기중의 미세입자 또는 정전기 등을 방지하기 위한 절연기능과 내측에서 발생되는 자외선의 반사기능도 포함한다. 따라서 상기 단열판(123)은 절연 및 단열을 위한 절연시트와 반사율을 높이는 알루미늄박판으로 형성된다. In addition, the heat insulating plate 123 is matched with the heat insulating plate seating grooves 123a respectively formed on one side and the other side of the housing 121 to seal the open front and the rear of the housing 121, wherein the inner side as described above In addition to the ability to insulate the heat of the insulation and to prevent the fine particles or static electricity in the air and includes a reflection function of ultraviolet rays generated from the inside. Therefore, the insulation plate 123 is formed of an insulating sheet for insulation and heat insulation and an aluminum thin plate to increase the reflectance.

상기 냉각수순환부(126)는 상기 하우징(121)의 양측면에서 일정간격과 소정 의 폭을 갖고 상하방향으로 일정간격을 두고 그 사이의 공간에 냉각수가 흐르는 냉각수로를 형성하도록 배열되는 복수개 이상의 냉각판(126a)으로 형성된다. 여기서, 도 3에 도시된 바에 의하면, 상측의 냉각판(126a-1)과 하측의 냉각판(126a-2)은 일정간격을 두고 배열되어 그 사이의 공간에 냉각수가 흐르는 냉각수로를 형성하되, 상측과 하측의 냉각수로를 통하여 하우징(121)의 측면전체를 냉각수가 순환시킬 수 있도록 상측 냉각판(126a-1)과 하측 냉각판(126a-2)의 양측 끝분분중에서 상호간에 엇갈리도록 일정부분(a, b)을 개방시킨다. 그러므로 상기 복 수개 이상의 냉각판(126a)은 일측 또는 타측의 끝부분(a, b)이 개방되되, 상측 냉각판(126a-1)이 일측끝부분(a)에서 개방되었다면, 하측 냉각판(126a-2)은 타측 끝부분(b)에서 개방되므로 냉각수유입배관(18-1)을 통해 공급되는 냉각수가 상기 냉각판(126a-1, 126a-2)의 개방된 부분(a, b)으로 통하여 측면전체를 순환하여 냉각수배출배관(18-2)을 통해 배출된다. The cooling water circulation unit 126 is a plurality of cooling plates arranged on both sides of the housing 121 to form a cooling water flow path having a predetermined interval and a predetermined width in the vertical direction at a predetermined interval in the space therebetween 126a. Here, as shown in FIG. 3, the upper cooling plate 126a-1 and the lower cooling plate 126a-2 are arranged at a predetermined interval to form a cooling water path through which cooling water flows in the space therebetween. Part of the upper and lower sides of the cooling plate 126a-1 and the lower cooling plate 126a-2 so as to alternate with each other between the end portions of the upper side and the lower side of the cooling plate 126a-2 so that the cooling water can be circulated through the cooling channel. Open (a, b). Therefore, the plurality of cooling plates 126a have one or the other ends (a, b) open, but the upper cooling plate 126a-1 is opened at one end (a), the lower cooling plate 126a -2) is opened at the other end (b) so that the coolant supplied through the coolant inlet pipe (18-1) through the open portions (a, b) of the cooling plate (126a-1, 126a-2) The whole side is circulated and discharged through the cooling water discharge pipe 18-2.

이때 상기 냉각수유입배관(18-1)은 상기 냉각수순환부(126)의 하측에 연결되고, 냉각수배출배관(18-2)은 상측에 연결시켜 냉각수가 하측에서부터 차올라서 상측으로 배출되는 구조로 형성됨에 따라 냉각수의 순환시에 와류가 발생되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 이는 순환되는 냉각수에 와류가 발생되면, 냉각수가 순환되지 않고 정체됨에 따라 내측의 상기 타원형반사체(127)를 통하여 전달되는 열에 의해 냉각수온도가 상승 됨에 따라 타원형반사체(127)의 온도상승으로 반사면에 열변형이 발생되어 반사율이 저하됨을 방지하기 위함이다. At this time, the coolant inlet pipe 18-1 is connected to the lower side of the coolant circulation unit 126, and the coolant discharge pipe 18-2 is connected to the upper side to form a structure in which the coolant is discharged from the lower side and discharged upward. Therefore, it is preferable to prevent eddy currents from occurring during circulation of the cooling water. When vortices are generated in the circulating coolant, the coolant is not circulated but stagnated, so that the coolant temperature is increased by the heat transmitted through the inner elliptical reflector 127. This is to prevent heat deterioration and decrease of reflectance.

상기 냉각수실링판(126b)은 상기 냉각수순환부(126)가 형성되는 하우징(121) 의 양측면의 가장자리에 형성되는 냉각수실링홈(125)에 안착되어 상기 냉각수순환부(126)를 밀폐시키며, 이때 상기 냉각수실링홈(125)은 상측 하우징(121a)과 하측 하우징(121b)의 양측면에 각각 분할 형성된다. The coolant sealing plate 126b is seated in a coolant sealing groove 125 formed at edges of both sides of the housing 121 in which the coolant circulation part 126 is formed, thereby sealing the coolant circulation part 126. The cooling water sealing groove 125 is formed on both side surfaces of the upper housing 121a and the lower housing 121b, respectively.

또한 자외선램프(128)는 상기 타원형반사체(127)의 내주면에 의해 형성되는 공간상에서 소정의 고정수단을 통해 고정되며, 일정한 신호라인으로 연결되는 상기 전원공급 및 제어부(104)로부터 출력되는 전원 및 제어신호에 따라 발광한다. 이때 상기 자외선램프(128)는 상기 타원형반사체(127)의 상부 초점(A, 도 7참조)에 정확히 배치되어 파장이 200~420nm의 산업용 자외선을 35~50%로 방출하며 가시광선 및 4㎛ 이하의 근적외선 등을 동시에 방사한다. 그리고 상기 자외선램프(128)는 종래의 노광기에 채용된 자외선램프(128)보다 수 백배 강한 수천 ㎽/㎠의 에너지세기를 갖는 유효자외선을 발광하게 되며, 이는 후술되는 렌즈모듈(16)과 셀모듈(17)을 통해 부분 편광되어 상기 스테이지(103)에 안착 된 대상제품에 입사된다. In addition, the ultraviolet lamp 128 is fixed through a predetermined fixing means in a space formed by the inner circumferential surface of the elliptical reflector 127, the power and control output from the power supply and control unit 104 is connected to a predetermined signal line It emits light in accordance with the signal. At this time, the ultraviolet lamp 128 is precisely disposed at the upper focal point A of the elliptical reflector 127 (see FIG. 7) to emit 35 to 50% of industrial ultraviolet rays having a wavelength of 200 to 420 nm, and visible light and 4 μm or less. And emit near infrared rays at the same time. In addition, the ultraviolet lamp 128 emits effective ultraviolet light having an energy intensity of several thousand kW / cm 2, which is several hundred times stronger than the ultraviolet lamp 128 employed in the conventional exposure machine, which is described later in the lens module 16 and the cell module. Partially polarized through 17 is incident on the target product seated on the stage 103.

그리고 질소공급부(129)는 상기 타원형반사체(127)의 내주면 공간에 일측 끝단이 돌출되며, 질소탱크(도시되지 않음)내에서 공급되는 질소를 상기 타원형반사체(127)의 내주면에 의해 형성되는 공간에 배출하여 내부압력을 일정하게 유지시킨다. 이때 충진되는 질소는 상기 타원형반사체(127)의 반사면이 산소와 접촉하면서 산화피막이 형성됨에 따른 반사율의 저하와 공기중의 산소 등과 자외선이 반응하면서 자체 손실되는 현상을 방지하도록 하며, 외부로부터 산소 및 이물질의 유입을 차단할 수 있도록 상기 하우징(121)의 내측이 대기압보다 더 높은 압력으로 일정하게 유지시킨다. One end of the nitrogen supply unit 129 protrudes from the inner circumferential surface space of the elliptical reflector 127, and the nitrogen supplied from the nitrogen tank (not shown) is disposed in the space formed by the inner circumferential surface of the elliptical reflector 127. To keep the internal pressure constant. In this case, nitrogen is charged to prevent the loss of reflectivity due to the formation of an oxide film while the reflecting surface of the elliptical reflector 127 is in contact with oxygen and the loss of itself while reacting with oxygen in the air and ultraviolet rays. The inside of the housing 121 is constantly maintained at a pressure higher than atmospheric pressure to block the inflow of foreign matter.

또한 상기 하우징(121)의 상면에 형성되는 다수개의 질소배출공(122)은 내측이 일정압력을 균일하게 유지할 수 있도록 질소를 배출시켜 내측의 압력을 조절하게 된다. In addition, the plurality of nitrogen discharge holes 122 formed on the upper surface of the housing 121 controls the pressure inside the exhaust by discharging nitrogen so as to maintain a constant pressure inside.

상기 모듈안착홈(124)은 상기 하측 타원형반사체(127)의 하측에서 소정의 깊이를 갖고 관통형성되며, 후술되는 렌즈모듈(16)과 셀모듈(17)이 순차적으로 적층되도록 형성된다. 이때 상기 모듈안착홈(124)은, 도시되지는 않았지만, 내측단면의 일정부분에 각 모듈(16, 17)을 지지할 수 있도록 별도의 지지수단을 구비한다. The module seating groove 124 is formed to have a predetermined depth at the lower side of the lower elliptical reflector 127, and is formed such that the lens module 16 and the cell module 17 to be described later are sequentially stacked. At this time, the module seating groove 124, although not shown, is provided with a separate support means to support each module (16, 17) in a predetermined portion of the inner end surface.

도 4는 본 발명에 따른 자외선 노광기의 발광장치에서 렌즈모듈을 나타낸 분해사시도이다. 4 is an exploded perspective view showing a lens module in the light emitting device of the ultraviolet exposure machine according to the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 자외선 노광기의 발광장치에서 렌즈모듈(16)은 안착되는 렌즈모듈(16)을 지지하는 렌즈지그(161)와, 상기 자외선램프(128)에서 발광된 확산의 성질을 갖는 자외선을 투과시켜 수직방향으로 진행될 수 있도록 보정하는 비구면볼록렌즈(162)와, 상기 비구면볼록렌즈(162)에서 투과되는 수직방향의 자외선에서 굴절율과 빔세기의 균일도를 보정하는 비구면오목렌즈(163)를 포함한다. Referring to FIG. 4, in the light emitting device of the ultraviolet exposure machine according to the present invention, the lens module 16 includes a lens jig 161 supporting the lens module 16 to be seated, and a diffusion of light emitted from the ultraviolet lamp 128. An aspherical convex lens 162 for correcting the ultraviolet ray having a property to proceed in the vertical direction, and an aspherical convex lens for correcting the uniformity of refractive index and beam intensity in the ultraviolet ray transmitted from the aspherical convex lens 162. 163.

여기서 상기 렌즈지그(161)는 일정형상을 갖고 중심부가 관통되어 각각의 내측단면에 지지단턱이 형성되어 비구면볼록렌즈(162)와 비구면오목렌즈(163)가 순차적으로 안착된다.Here, the lens jig 161 has a predetermined shape and a central portion thereof is penetrated to form a support step on each inner end surface thereof so that the aspherical convex lens 162 and the aspherical concave lens 163 are sequentially seated.

또한 상기 비구면볼록렌즈(162)는 상기 타원형반사체(127)의 반사면을 통하여 반사되는 광의 입사각도를 조절하여 투과시키도록 볼록형의 타원체로 형성된다. 따라서 상기 타원형반사체(127)에 의해 반사되는 확산의 성질을 갖는 산란광을 수직으로 진행되도록 자외선의 진행형태를 보정한다. In addition, the aspherical convex lens 162 is formed of a convex ellipsoid to control the angle of incidence of the light reflected through the reflective surface of the elliptical reflector 127 and transmit it. Therefore, the propagation pattern of the ultraviolet rays is corrected so that the scattered light having the property of diffusion reflected by the ellipsoid reflector 127 proceeds vertically.

그리고 상기 비구면 오목렌즈(163)는 상기 자외선램프(128)에서 발광된 광에서 서로 다른 굴절률과 유효파장대역을 갖고 상기 비구면 볼록렌즈(162)에서 진행방향이 보정된 자외선에서 굴절율과 자외선에너지세기가 균일하도록 일차보정한다. 이를 상세히 설명하자면, 상기 비구면 볼록렌즈(162)를 통과한 자외선은, 예를들면, 약 145~420nm의 파장에서 1.45~1.85(?) 정도의 굴절율을 가지는 석영 제품으로 만들어지고, 사용되어지는 파장이 레이저와 같은 단파장이 아닌 파장 대역을 가지고 있음에 따라 렌즈에 의한 수차 및 제품 처리면 기준의 입사 각도를 이상적으로 보정해야 한다. 자외선 램프에서 방출된 자외선은 일차적으로 선형 타원 반사체에 의해서 집광하게 되는데 이를 비구면 볼록 렌즈(162)에서 대상 표면에 수직으로 맺히도록 빛을 보정하는데 이때 이러한 굴절율을 비롯한 수차 등으로 인해서 다소의 편차가 발생한다. 즉, 기준 파장에 대해서 대상 표면에 대해서 완전히 수직각도로 조정했다고 하더라도 그보다 더 짧거나 긴 파장은 이러한 각도에서 벗어나게 되는 것이다. The aspherical concave lens 163 has different refractive indices and effective wavelength bands from the light emitted from the ultraviolet lamp 128, and the refractive index and the ultraviolet energy intensity of the aspherical convex lens 162 are corrected in the traveling direction. Primary correction to be uniform. In detail, the ultraviolet light passing through the aspherical convex lens 162 is made of a quartz product having a refractive index of about 1.45 to 1.85 (?) At a wavelength of about 145 to 420 nm, and the wavelength to be used. As it has a wavelength band other than the short wavelength like this laser, it is necessary to ideally correct the aberration caused by the lens and the angle of incidence based on the product processing surface. Ultraviolet rays emitted from the UV lamp are primarily focused by the linear ellipsoidal reflector, and the aspheric convex lens 162 corrects the light so as to be perpendicular to the target surface. At this time, some deviation occurs due to such refractive index and aberration. do. That is, even if the reference wavelength is adjusted to a perfectly perpendicular angle to the target surface, shorter or longer wavelengths are out of this angle.

또한, 비구면 볼록 렌즈(162)에서 대상 표면에 수직 각도로 입사되게 된 빛은 좌우의 균일도는 일정하나 전후 방향에 있어서는 중심부의 빛의 세기가 가장자리보다 강하게 된다. 따라서, 예를들면, 제품이나 광모듈이 고정된 노광방식일 때는 이러한 에너지 세기의 불균일을 보정해야 한다. 따라서 오목렌즈(163)는 이를 보정하기 위한 구성목적을 갖고 채용되어 상기 볼록렌즈(162)에서 발생되는 수차 및 자외선 파장들에 대한 굴절율, 대상 표면에 대한 자외선의 입사각과 이들 에너지세기의 균일도를 일차로 보정한다. In addition, in the aspherical convex lens 162, the light incident on the target surface at a vertical angle has a uniform left and right uniformity, but in the front and rear directions, the intensity of light at the center portion is stronger than the edge. Therefore, for example, when the product or the optical module is a fixed exposure method, it is necessary to correct the unevenness of the energy intensity. Therefore, the concave lens 163 has a construction purpose for correcting the difference, and the concave lens 163 has a primary purpose of correcting the aberration generated in the convex lens 162 and the refractive index of the ultraviolet wavelengths, the incident angle of the ultraviolet rays to the target surface, and the uniformity of these energy intensities. Correct with

여기서 본 발명에 따른 자외선 노광기의 발광장치는 노광공정에 투입되는 대상제품 및 얻고자하는 패턴 등의 특성 그리고 스캔 타입이냐 아니냐에 등의 시스템적인 경우에 따라서 선택적으로 비구면 볼록렌즈(162)만 채용할 수도, 비구면 볼록렌즈(162)와 비구면 오목렌즈(163)를 동시에 채용할 수도 있다. Herein, the light emitting device of the ultraviolet exposure machine according to the present invention may selectively employ only the aspherical convex lens 162 according to the system case such as the target product to be put into the exposure process, the characteristics of the pattern to be obtained, and the scan type or not. The aspherical convex lens 162 and the aspherical concave lens 163 may also be employed at the same time.

상기 비구면 볼록렌즈(162)는 145~420nm의 자외선파장대역 전체에 걸친 자외선을 투과시켜 대상제품에 입사시킴이 가능하여 유효파장대역이 흔히 일반 PCB 나 FPC 등의 노광시에 사용되는 380~420nm, 340~380nm등의 파장 대역에서 비구면 오목렌즈(163)를 사용하지 않고서도, 이를 투과한 자외선이 후술되는 셀모듈(17)을 통하여 대상제품에 입사각이 2~3도(수직각을 0도로 기준한 각도) 정도로 입사될 수도 있으나 그 시준각이 다소 크다고 할 수 있다. The aspherical convex lens 162 transmits ultraviolet rays over the entire ultraviolet wavelength band of 145 ~ 420nm to be incident on the target product, the effective wavelength band is 380 ~ 420nm, which is often used during exposure of general PCB or FPC, Even without using the aspherical concave lens 163 in the wavelength range of 340 ~ 380nm, the incident angle is 2 to 3 degrees (vertical angle 0 degrees) to the target product through the cell module 17 to be described later through ultraviolet light Incident angle), but its collimation angle is rather large.

그러나 상기 비구면 오목렌즈(163)를 사용하면 일정 파장대역만을 통과시킬 수 있는 광학 필터와 렌즈로서의 고유한 특성을 모두 가지고 있기 때문에 비구면 볼록렌즈(162)를 투과한 파장대역에서 일정범위의 대역내의 파장만을 갖고 있는 자외선을 투과시키므로 제품에 사용되는 자외선 파장대역을 좁게 가져갈 수 있으며, 제품처리면에 투사되는 자외선 세기의 균일도를 향상시킬 수 있고, 투과되는 파장 대역이 좁기 때문에 동일 매질에서 굴절율 등의 광학적 특성 변화가 심한 자외선에 있어서 광학 설계가 용이하게 되므로 결과적으로는 상기 셀모듈을 통과하여 대상제품에 입사되는 자외선의 입사각이 수직각과 그 오차범위가 좁아질 수 있다. 즉, 이 것은 비구면 오목렌즈를 사용하지 않을 때보다 더 정밀한 회로 패턴을 얻을 수 있다는 것을 의미한다. However, since the aspherical concave lens 163 has both an optical filter capable of passing only a predetermined wavelength band and its inherent characteristics as a lens, the wavelength within a predetermined range in the wavelength band transmitted through the aspherical convex lens 162 is used. Because it transmits only ultraviolet rays, it can narrow the ultraviolet wavelength band used in the product, improve the uniformity of the UV intensity projected on the product processing surface, and because the wavelength band transmitted is narrow, it is possible to reduce optical wavelength such as refractive index in the same medium. Since the optical design is facilitated in the ultraviolet with a severe characteristic change, the angle of incidence of the ultraviolet rays passing through the cell module and incident on the target product may be narrow and the error range thereof may be narrowed. In other words, this means that a more precise circuit pattern can be obtained than without using an aspherical concave lens.

또한 상기 비구면볼록렌즈(162)와 비구면오목렌즈(163)는 대상제품에 입사되는 자외선빔의 굵기를 조절함이 가능하며 이는 양측 렌즈간의 간격조절을 통해 이루어질 수 있다. 예를 들면, 가공 곡률이 동일한 한 쌍의 비구면볼록렌즈와 비구면오목렌즈를 이격됨 없이 밀착시키면 렌즈로서의 특성은 없어지고 해당 파장들에 대한 굴절률만으로 빛을 투과할 것이나, 양측 렌즈를 일정간격으로 이격시키게 되면, 양측 렌즈의 초점은 동일 광학 축상에 존재함에 따라 상기 비구면볼록렌즈(162)에 의해 모여진 자외선이 일정한 입사폭내에서 비구면오목렌즈(163)를 통하게 되면 다시 일정굵기를 갖는 평행한 자외선빔으로 보정됨에 따라 빔의 굵기를 크거나 작게 할 수 있다. In addition, the aspherical convex lens 162 and the aspherical concave lens 163 can adjust the thickness of the UV beam incident on the target product, which can be achieved by adjusting the distance between the two lenses. For example, if a pair of aspherical convex lenses and aspherical concave lenses having the same processing curvature are closely spaced apart from each other, the characteristics of the lens will be lost and light will be transmitted through only the refractive indexes for the corresponding wavelengths. In this case, the focal points of both lenses are on the same optical axis, and when the ultraviolet rays collected by the aspherical convex lens 162 pass through the aspherical concave lens 163 within a predetermined incident width, they are converted into parallel ultraviolet beams having a predetermined thickness. The beam thickness can be made larger or smaller as it is corrected.

도 5는 본 발명에 따른 자외선 노광기의 발광장치에서 셀모듈을 나타낸 사시도이다. 5 is a perspective view showing a cell module in the light emitting device of the ultraviolet exposure machine according to the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 자외선 노광기(10)의 발광장치(102)에서 셀모듈(17)은 제품에 투사되는 광의 투사각도를 조절하는 다수개의 박막코팅셀(172)과, 상기 다수개의 박막코팅셀(172)을 지지하여 상기 렌즈모듈(16)의 하측에서 상기 타원형반사체(127)의 모듈안착홈(124)에 안착되는 셀지그(171)를 포함한다. Referring to FIG. 5, in the light emitting device 102 of the ultraviolet exposure machine 10 according to the present invention, the cell module 17 includes a plurality of thin film coating cells 172 for adjusting a projection angle of light projected onto a product, and the plurality of thin film coating cells 172. The cell jig 171 is supported by two thin film coating cells 172 and seated in the module seating groove 124 of the elliptical reflector 127 at the lower side of the lens module 16.

여기서 상기 셀지그(171)는 소정의 형상을 갖고 중심부가 관통형성되며, 도시되지는 않았지만, 상기 다수개의 박막코팅셀(172)이 안착되는 지지단턱이 형성된 다. Here, the cell jig 171 has a predetermined shape and a central portion thereof is formed therethrough, and although not illustrated, a support step on which the plurality of thin film coating cells 172 is seated is formed.

그리고 상기 다수개의 박막코팅셀(172)은 한쪽 측면에 박막코팅막이 형성되어 다수개가 상기 셀지그(171)에 배열 및 적층되어 안착된다. 따라서 상기 다수개의 박막코팅셀(172)은 상기 비구면볼록렌즈(162)만, 또는 상기 비구면볼록렌즈(162)와 비구면오목렌즈(163)를 모두 통과한 광에서 그 박막코팅막을 통하여 그 두께내로 입사되는 광만을 투과하기 때문에 입사되는 광의 굴절율의 조절과 에너지세기를 균일하게 하여 입사각도를 조절할 수 있게 된다. 이때 상기 다수개의 박막코팅셀(172)은 대상제품에 따라 그 두께를 선택하게 되며, 예를 들면, 2.0~2.4mm의 두께의 범위에서 투과된 광은 1~3도의 입사각으로 설정이 가능하며, 일반적인 범주로는 0.2mm~8mm이내의 것들로서 통상 1.45~1.6의 굴절율을 갖고 노광에 사용되는 유효 자외선의 진행 경로를 이차보정한다. In addition, the plurality of thin film coating cells 172 may be formed with a thin film coating film on one side thereof, and the plurality of thin film coating cells 172 may be arranged and stacked on the cell jig 171. Accordingly, the plurality of thin film coating cells 172 are incident into the thickness through the thin film coating layer in the light passing through only the aspherical convex lens 162 or both the aspherical convex lens 162 and the aspherical concave lens 163. Since only the transmitted light is transmitted, the angle of incidence can be controlled by adjusting the refractive index of the incident light and making the energy intensity uniform. At this time, the plurality of the thin film coating cell 172 is selected according to the target product, for example, the light transmitted in the thickness range of 2.0 ~ 2.4mm can be set to an incident angle of 1 to 3 degrees, The general category is those within 0.2mm ~ 8mm, which have secondary refractive index of effective ultraviolet rays used for exposure with refractive index of 1.45 ~ 1.6.

이를 설명하자면, 상기 박막코팅셀(172)은 두께가 두꺼워질수록 셀하나에 입사되는 입사각이 커지고, 두께가 작아지면 입사각의 범위가 작아지며, 상기 박막코팅셀(172)을 투과한 자외선은 통상 1.45~1.6의 굴절율을 가지고 대상제품의 처리면으로 입사된다. 따라서 상기 박막코팅셀(172)은 상기 비구면오목렌즈(163)를 통해 일차보정된 자외선의 굴절율과 에너지의 균일도를 다시 이차보정함에 따라 대상표면에 맺히는 자외선빔의 에너지세기가 균일한 0.8도까지의 입사각을 갖는 자외선을 대상제품표면에 입사시킨다. To explain this, as the thickness of the thin film coating cell 172 becomes larger, the incident angle incident on one cell becomes larger, and when the thickness becomes smaller, the range of the incident angle becomes smaller, and the ultraviolet light transmitted through the thin film coated cell 172 is generally used. It has a refractive index of 1.45 ~ 1.6 and is incident on the processing surface of the target product. Accordingly, the thin film coating cell 172 performs secondary correction on the refractive index and the energy uniformity of the ultraviolet rays, which are primarily corrected through the aspherical concave lens 163, so that the energy intensity of the ultraviolet beam formed on the target surface is uniform to 0.8 degrees. Ultraviolet rays having an incident angle are incident on the surface of the target product.

이때 상기 박막코팅면은 50~180층으로 박막부분반사코팅(편광코팅)이 되어 있어 부분편광이 이루어지며, 각각의 이웃하는 셀들을 통과하는 자외선들은 특유의 간섭무늬를 가지게 된다. 아울러 각각의 셀들에서 발생되는 자외선의 간섭무늬는 중첩 현상으로 인해서 특정파장의 증폭효과를 가져올 수 있다. At this time, the thin film coating surface is a 50-180 layer is a thin film partial reflection coating (polarization coating) is a partial polarization, the ultraviolet rays passing through each neighboring cell has a unique interference pattern. In addition, the interference pattern of ultraviolet rays generated in each cell may bring about an amplification effect of a specific wavelength due to overlapping phenomenon.

도 6은 본 발명에 따른 자외선 노광기의 발광장치에서 발광모듈, 렌즈모듈과 셀모듈의 광경로를 나타낸 단면도, 도 7은 본 발명에 따른 자외선 노광기의 발광장치에서 광의 입사각에 따른 패턴형성을 보여주는 도면이다. 6 is a cross-sectional view showing the optical path of the light emitting module, the lens module and the cell module in the light emitting device of the ultraviolet exposure machine according to the present invention, Figure 7 is a view showing the pattern formation according to the incident angle of light in the light emitting device of the ultraviolet exposure machine according to the present invention. to be.

도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 자외선램프(128)는 상기 타원형반사체(127)의 내측에 형성되는 일정공간의 상측에서 고정되고, 상기 렌즈모듈(16)은 상기 타원형반사체(127)의 하측에서 모듈안착홈(124)에 안착되며, 이때 상술한 바와 같이 비구면볼록렌즈(162), 또는 비구면볼록렌즈(162)와 비구면오목렌즈(163)로서 대상제품에 따라 선택되어 적층된다. 그리고 상기 렌즈모듈(16)의 하측에서 상기 셀모듈(17)이 상기 모듈안착홈(124)에 설치된다. 6 and 7, the ultraviolet lamp 128 is fixed at an upper side of a predetermined space formed inside the elliptical reflector 127, and the lens module 16 is lower than the elliptical reflector 127. It is seated in the module seating groove 124, wherein the aspherical convex lens 162, or aspheric convex lens 162 and the aspherical concave lens 163 as described above are selected and stacked according to the target product. The cell module 17 is installed in the module seating groove 124 at the lower side of the lens module 16.

상기 자외선램프(128)는 제 1 초점(A)에 위치하기 때문에, 상기 자외선램프(128)에서 발광된 자외선은 상기 타원형반사체(127)의 반사면을 통해 반사되어 그 하측의 제 2 초점(B)에 집광되며, 상기 제 2 초점(B)에 집광된 각 방향의 반사광은 상기 렌즈모듈(16)의 비구면볼록렌즈(162)에 입사된다. 그리고 상기 비구면볼록렌즈(162)는 자체 굴절율을 이용하여 입사되는 광의 입사각을 조정하여 확산되는 산란광을 수직방향으로 진행되도록 하여 투과시킨다. Since the ultraviolet lamp 128 is located at the first focal point A, the ultraviolet light emitted from the ultraviolet lamp 128 is reflected through the reflecting surface of the ellipsoidal reflector 127 and the second focal point B below it. ), And the reflected light in each direction focused at the second focal point B is incident on the aspherical convex lens 162 of the lens module 16. In addition, the aspherical convex lens 162 adjusts the incident angle of the incident light using its refractive index to transmit diffused scattered light in a vertical direction.

또한 상기 비구면오목렌즈(163)는 상기 비구면볼록렌즈(162)의 하측에서 일정간격을 갖고 이격되어 상기 모듈안착홈(124)에 안착된다. 따라서 상기 비구면오목렌즈(163)는 상기 비구면볼록렌즈(162)를 투과한 자외선의 에너지세기를 균일하 도록 일차보정함과 동시에 부분편광하여 평행광으로 보정한다. In addition, the aspherical concave lens 163 is spaced apart from the lower side of the aspherical convex lens 162 at a predetermined interval and is seated in the module seating groove 124. Therefore, the aspherical concave lens 163 performs first-order correction so as to uniformize the energy intensity of the ultraviolet light transmitted through the aspherical convex lens 162 and partially polarizes the correction to parallel light.

이때 상기 비구면볼록렌즈(162)와 비구면오목렌즈(163)에 의해 반사되는 광은 다시 자외선램프(128)로 되돌아 가서 자외선램프(128)의 여기에너지로 사용된다. 즉, 자외선램프(128)는 일차적으로 전기에너지의 공급을 받아서 램프내부에 충진되는 물질을 여기시키게 되고, 통상 중심부와 램프관벽 온도차(중심부 3500~5500℃, 램프관벽 700~900℃)에 의해 온도가 상대적으로 낮은 램프 관벽쪽으로 여기된 물질이 이동하면서 기저상태로 안정화가 이루어짐에 따라 그 에너지차 만큼의 양자에너지가 불연속적인 자외선 파장으로 방출된다. 따라서 상기 렌즈모듈(16)에 의해 반사된 자외선은 상기 타원형반사체(127)를 통하여 다시 자외선램프(128)로 돌아가서 자외선램프(128)의 충진물질을 여기시키는데 사용되므로 효율적인 에너지순환이 이루어질 뿐만 아니라 자외선램프(128)의 자외선생성이 더 원활하게 이루어진다. In this case, the light reflected by the aspherical convex lens 162 and the aspherical concave lens 163 is returned to the ultraviolet lamp 128 and used as excitation energy of the ultraviolet lamp 128. That is, the ultraviolet lamp 128 primarily excites a material filled in the lamp by receiving electric energy, and is usually heated by the temperature difference between the center and the lamp tube wall (center 3500 to 5500 ° C. and the lamp tube wall 700 to 900 ° C.). As the excited material moves toward the relatively low lamp tube wall and stabilizes to the ground state, quantum energy of the energy difference is emitted at discrete ultraviolet wavelengths. Therefore, the ultraviolet rays reflected by the lens module 16 are used to return to the ultraviolet lamp 128 through the elliptical reflector 127 and to excite the filling material of the ultraviolet lamp 128, thereby achieving efficient energy circulation as well as ultraviolet light. UV generation of the lamp 128 is more smoothly achieved.

그러므로 상기 자외선램프(128)는 주변에 확산되는 산란광을 발광하며, 상기 렌즈모듈(16)과 셀모듈(17)은 상기 타원형반사체(127)를 통하여 제 2 초점(B)을 통하여 집광되는 광을 부분편광하여 대상제품의 패턴형성영역에 조사하게 된다.  Therefore, the ultraviolet lamp 128 emits scattered light diffused around, and the lens module 16 and the cell module 17 emit light focused through the second focal point B through the elliptical reflector 127. Partially polarized light is irradiated to the pattern forming area of the target product.

통상적으로 대상제품에 입사되는 광의 입사각은, 수직으로 입사되는 각도를 0도로 할 때, 0도에서 오차범위(입사각)가 적을수록 수직으로 입사됨에 따라 마스크에 인쇄되는 패턴이 대상제품에 투영되는 그 크기가 원래의 크기와 거의 동일하게 형성되나, 입사각이 커서 자외선이 엇각으로 입사되면, 마스크에 인쇄된 패턴이 대상제품에 투영시에 그 크기가 원래의 영역보다 커질 수 있어 미세선폭을 갖는 패 턴의 형성시에는 적당하지 않다. 따라서 본 발명은, 종래의 노광기에서 1~1.5도의 입사각(도 8 참조)을 통해 대상제품에 입사됨에 비하여, 렌즈모듈(16)에서 오목렌즈가 에너지세기와 굴절율의 일차보정, 셀모듈(17)에서 다수개의 셀들의 두께를 조정함에 따라 에너지세기와 굴절율을 이차보정함에 따라 대상제품에 입사되는 광의 입사각을 0.8도(도 8참조)까지 제어할 수 있다. In general, the incident angle of light incident on a target product is a pattern in which the pattern printed on the mask is projected onto the target product as the incident angle of the light incident on the target product is incident vertically as the angle of incidence is 0 degrees. If the size is formed to be almost the same as the original size, but the angle of incidence is large and the ultraviolet rays are incident at right angles, the pattern printed on the mask may be larger than the original area when projected onto the target product, so that the pattern has a fine line width. It is not suitable for the formation of. Therefore, in the conventional exposure apparatus, the concave lens in the lens module 16, the primary correction of the energy intensity and refractive index, compared to the incident to the target product through the angle of incidence (see Fig. 8) of 1 to 1.5 degrees, the cell module 17 By adjusting the thickness of the plurality of cells in the secondary correction of the energy intensity and the refractive index can be controlled to the incident angle of the light incident on the target product up to 0.8 degrees (see Fig. 8).

따라서 본 발명에서는 종래보다 수 백배 이상의 에너지세기를 갖는 수 천 ㎽/㎠의 에너지준위를 갖는 자외선이 발광되어 균일한 에너지세기를 갖고 좁은 입사각으로 대상제품표면의 결합에너지보다 더 큰 에너지를 갖는 자외선을 입사시키므로 감광수지를 사용하지 않더라도 제품표면의 형질변경이 가능하여 패턴형성이 용이하다.  Therefore, in the present invention, ultraviolet rays having an energy level of several thousand kW / cm 2 having an energy intensity of several hundred times more than conventional light are emitted to have ultraviolet energy having a uniform energy intensity and a larger energy than the binding energy of the target product surface at a narrow angle of incidence. Since it is incident, it is possible to change the surface of the product even without using the photoresist, so it is easy to form a pattern.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자외선 노광기의 발광장치는 자외선램프의 출력을 고에너지준위를 갖도록 하여 종래의 18~20% 내외의 방사효율을 35~50%로 향상시키고, 렌즈모듈과 셀모듈을 통하여 상기 자외선램프에서 발광된 산란광을 부분편광하여 입사각을 정밀제어함에 따라 패턴형성시에 감광필름이나 에싱등의 공정을 생략할 수 있어 제조비용이 절감될 수 있는 효과가 있다. As described above, the light emitting device of the ultraviolet exposure apparatus according to the present invention improves the radiation efficiency of about 18 to 20% to 35 to 50% by increasing the output of the ultraviolet lamp to have a high energy level, and improves the lens module and the cell module. By partially polarizing the scattered light emitted from the ultraviolet lamp through the precise control of the angle of incidence, it is possible to omit a process such as a photosensitive film or ashing at the time of pattern formation, thereby reducing the manufacturing cost.

또한 본 발명은 냉각수를 순환시키고, 발광모듈의 내측에 질소를 충진하여 대기압보다 높은 압력을 갖도록 유지함과 동시에 이를 통한 냉각기능을 수행함에 따라 반사면의 열팽창에 따른 반사율의 손실이 방지될 수 있고, 특히 냉각수를 하측에서부터 채워 상측으로 배출시키므로 순환되는 냉각수의 와류현상을 방지함에 따라 냉각효율이 상승되는 효과가 있다. In addition, the present invention circulates the cooling water, and filling the inside of the light emitting module with nitrogen to maintain a higher pressure than the atmospheric pressure and at the same time performing the cooling function through this can be prevented the loss of reflectance due to thermal expansion of the reflective surface, In particular, the cooling water is filled from the lower side and discharged to the upper side, thereby preventing the vortex of the circulating cooling water, thereby increasing the cooling efficiency.

또한 본 발명은 발광모듈에서 하우징과 타원형반사체를 분할형성함에 따라 제품제작 및 조립공정이 용이하고, 분할된 타원형반사체와 하우징과의 결합구성을 구비하여 하우징에 의해 타원형반사체를 가압한체로 결합됨에 따라 분할형성되는 타원형반사체가 정확하게 배열될 수 있다. In addition, the present invention is easy to manufacture and assemble the product by forming the housing and the ellipsoidal reflector in the light emitting module, and is provided with a coupling configuration of the divided ellipsoidal reflector and the housing as the ellipsoidal reflector is coupled to the pressurized body by the housing The ellipsoids to be divided can be precisely arranged.

또한 본 발명은 렌즈모듈과 셀모듈에서 재반사된 자외선을 자외선램프로 회귀시켜 여기에너지로 활용함에 따라 자외선램프의 에너지활용도가 높은 효과가 있다. In addition, the present invention has the effect of high energy utilization of the ultraviolet lamp by using the re-reflected ultraviolet rays from the lens module and the cell module to the ultraviolet lamp as excitation energy.

Claims (14)

반도체 또는 디스플레이소자 등에 자외선을 발광하여 대상제품에 패턴을 형성하는 발광장치를 구비한 자외선 노광기의 발광장치에 있어서, 상기 발광장치는 자외선을 발광하고, 발광된 광을 반사시켜 일정공간에 집광시키는 발광모듈과; 상기 발광모듈에서 집광된 자외선을 자체 굴절율을 이용하여 부분편광하여 평행광으로 보정하는 렌즈모듈과; 상기 렌즈모듈을 투과한 광의 입사각을 보정하여 대상제품에 방출하는 셀모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 노광기의 발광장치. A light emitting device of an ultraviolet exposure machine having a light emitting device that emits ultraviolet light to a semiconductor or display device to form a pattern on a target product, wherein the light emitting device emits ultraviolet light and reflects the emitted light to condense in a predetermined space. A module; A lens module which partially polarizes the ultraviolet light collected by the light emitting module using its refractive index and corrects the parallel light into parallel light; And a cell module configured to correct an incident angle of light passing through the lens module and emit the light to a target product. 제 1 항에 있어서, 상기 발광모듈은The method of claim 1, wherein the light emitting module 소정의 형상을 갖고 내측에 일정공간을 형성하는 하우징과;A housing having a predetermined shape and forming a predetermined space therein; 상기 하우징의 내측에 고정되어 반사면이 형성된 타원형의 내주면을 형성하는 타원형반사체와;An elliptical reflector fixed to an inner side of the housing to form an elliptical inner circumferential surface having a reflective surface; 상기 하우징에 고정되어 자외선을 발광하는 자외선램프와;An ultraviolet lamp fixed to the housing to emit ultraviolet light; 상기 타원형반사체의 하측에서 관통형성되어 상기 렌즈모듈과 셀모듈이 순차적으로 안착되는 모듈안착홈과;A module seating groove formed in the lower side of the elliptical reflector to sequentially seat the lens module and the cell module; 유입되는 냉각수를 상기 하우징의 양측면의 일정공간에서 순환시키므로 상기 타원형반사체를 냉각시키는 냉각수순환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 노광기의 발광장치.And a coolant circulation unit for cooling the elliptical reflector because the coolant is circulated in a predetermined space on both sides of the housing. 제 2 항에 있어서 상기 발광모듈은The method of claim 2, wherein the light emitting module 상기 냉각수순환부에 냉각수를 공급하는 냉각수유입배관과;A cooling water inlet pipe for supplying cooling water to the cooling water circulation unit; 상기 냉각수순환부에서 순환된 냉각수를 배출시키는 냉각수배출배관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 노광기의 발광장치.And a cooling water discharge pipe for discharging the cooling water circulated in the cooling water circulation unit. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 하우징은 상측하우징과 하측하우징으로 분할형성되어, 상기 상측하우징의 하측단면에는 절곡형성되는 가이드홈이 형성되고, The housing is divided into an upper housing and a lower housing, the guide groove is formed bent on the lower end surface of the upper housing, 상기 타원형반사체는 상측 타원형반사체와 하측 타원형반사체로 분할형성되어, 상기 상측 타원형반사체의 하측에는 상기 가이드홈에 일치되는 가이드단턱이 돌출형성되는 것을 특징으로 하는 자외선 노광기의 발광장치.The ellipsoid reflector is divided into an upper ellipsoid reflector and a lower ellipsoid reflector, the lower side of the upper ellipsoid reflector, characterized in that the guide step corresponding to the guide groove is formed protruding. 제 4 항에 있어서, 상기 상측하우징과 하측하우징은 The method of claim 4, wherein the upper housing and the lower housing is 각각 하측과 상측단면에서 상호간에 일치되어 외측으로 돌출되는 돌출단턱이 형성되며, 상기 돌출단턱에 형성된 적어도 하나이상의 나사공에 삽입되는 나사에 의해 상호간에 결합되는 것을 특징으로 하는 자외선 노광기의 발광장치.Each of the lower and upper cross-sectional projections projecting outwards are formed to coincide with each other, the light emitting device of the ultraviolet exposure machine, characterized in that coupled to each other by screws inserted into at least one screw hole formed in the projecting step. 제 5 항에 있어서, 상기 냉각수순환부는The method of claim 5, wherein the cooling water circulation unit 상기 상측 하우징과 하측하우징의 양측에서 내측 일정공간에서 상하방향으로 일정간격을 두고 형성되어 그 사이의 일정공간으로 냉각수로를 형성하며, 상측과 하측에서 각각 일측 또는 타측의 일정부분이 개방되되, 상측과 하측의 개방된 부분이 서로 대각선방향에서 형성되어 상측 냉각수로와 하측 냉각수로가 연결될 수 있도록 형성되는 복수개 이상의 냉각판과;It is formed at both sides of the upper housing and the lower housing at a predetermined interval from the inner constant space in the up and down direction to form a cooling water passage in a predetermined space therebetween, the upper and lower portions of one side or the other side respectively open, A plurality of cooling plates formed on the lower side and the lower open portion in a diagonal direction so that the upper cooling channel and the lower cooling channel are connected to each other; 상기 복수개 이상의 냉각판이 형성되는 상측 및 하측하우징의 양측에 형성되는 일정공간을 밀폐시키는 냉각수실링판을 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 노광기의 발광장치.And a cooling water sealing plate for sealing a predetermined space formed on both sides of the upper and lower housings in which the plurality of cooling plates are formed. 제 6 항에 있어서, 상기 냉각수순환부는The method of claim 6, wherein the cooling water circulation unit 상기 냉각수유입배관을 최하측의 냉각판에 의해 형성된 일정공간으로 연장 또는 연결시키므로 유입되는 냉각수가 하측에서부터 상기 복수개이상의 냉각판 사이에 형성되는 냉각수로와 각 냉각판에서 상호 엇갈리도록 형성되는 개방된 부분을 통하여 상측으로 차오르도록 하여 측면전체를 순환시켜 상기 냉각수배출배관을 통하여 배출시키는 것을 특징으로 하는 자외선 노광기의 발광장치. Since the cooling water inlet pipe extends or connects to a predetermined space formed by the lowermost cooling plate, an open portion formed to alternate with each other in the cooling water passage formed between the plurality of cooling plates from the lower side with the cooling water flowing in from the lower side. The light emitting device of the ultraviolet exposure machine, characterized in that the side is circulated to the upper side through the circulating the entire side to be discharged through the cooling water discharge pipe. 제 2 항에 있어서, 상기 렌즈모듈은The method of claim 2, wherein the lens module 확산되는 성질의 산란광을 수직방향으로 진행되는 성질의 광으로 보정하는 비구면볼록렌즈와;An aspherical convex lens for correcting scattered light having a property of diffusing into light having a property of traveling in a vertical direction; 상기 비구면볼록렌즈를 투과한 광을 평행광성질을 갖도록 부분편광하되 균일한 에너지세기를 갖도록 제어하는 비구면오목렌즈와;An aspherical concave lens which partially polarizes the light transmitted through the aspherical convex lens to have parallel optical properties, but controls to have a uniform energy intensity; 상기 비구면볼록렌즈와 비구면오목렌즈가 순차적으로 적층되어 모듈안착홈에 안착되는 렌즈지그를 포함하되,The aspherical convex lens and the aspherical concave lens are sequentially stacked to include a lens jig seated in the module seating groove, 상기 비구면볼록렌즈와 비구면오목렌즈는 상기 비구면볼록렌즈만, 또는 상기 비구면볼록렌즈와 비구면오목렌즈의 동시채용을 대상제품의 유효파장대역에 따라 선택적으로 채용하는 것을 특징으로 하는 자외선 노광기의 발광장치.And the aspherical convex lens and the aspherical concave lens selectively employ only the aspherical convex lens or simultaneously adopt the aspherical convex lens and the aspherical concave lens according to the effective wavelength band of the target product. 제 8 항에 있어서, 상기 비구면볼록렌즈와 상기 비구면오목렌즈는The method of claim 8, wherein the aspherical convex lens and the aspherical concave lens 상호간에 이격되는 간격에 따라서 대상제품에 입사되는 자외선 빔의 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 자외선 노광기의 발광장치.The light emitting device of the ultraviolet exposure machine, characterized in that for controlling the size of the ultraviolet beam incident on the target product according to the spaced apart from each other. 제 2 항에 있어서, 상기 셀모듈은 The method of claim 2, wherein the cell module 상면과 하면중 어느 한쪽면에 박막코팅처리된 박막코팅막이 형성되어 적층 및 배열되므로 상기 비구면오목렌즈를 투과한 자외선의 굴절율과 에너지세기를 보정하므로 입사각을 제어하는 다수개의 박막코팅셀과;A plurality of thin film coating cells for controlling the incident angle because the thin film coating film formed on one of the upper and lower surfaces is formed, stacked and arranged so as to correct the refractive index and the energy intensity of the ultraviolet light transmitted through the aspherical concave lens; 관통형성되어, 관통된 단면에 소정의 지지구성을 구비함에 따라 상기 다수개의 셀을 지지하는 셀지그를 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 노광기의 발광장치.And a cell jig configured to penetrate and support the plurality of cells in accordance with a predetermined support structure in the penetrated cross section. 제 10 항에 있어서, 상기 다수개의 박막코팅셀은The method of claim 10, wherein the plurality of thin film coating cell 그 두께를 두껍게 하면 입사각을 크게하고, 두께를 작게 할수록 입사각이 작아지는 것을 특징으로 하는 자외선 노광기의 발광장치.The thickness of the light-emitting device of the ultraviolet exposure machine, characterized in that the larger the thickness of the incident angle, the smaller the thickness, the smaller the angle of incidence. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 11, 상기 하우징의 내측에 질소를 충진시켜 내측압력을 대기압보다 높게 유지시키는 질소공급부가 형성되는 것을 특징으로 하는 자외선 노광기의 발광장치.And a nitrogen supply unit filling the inside of the housing with nitrogen to maintain the internal pressure higher than atmospheric pressure. 제 12 항에 있어서, 상기 하우징은The method of claim 12, wherein the housing 상면에 관통형성되어 내측에 충진되는 질소를 배출시켜 내측 압력을 일정하게 유지시키는 질소배출공을 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 노광기의 발광장치.The light emitting device of the ultraviolet exposure machine, characterized in that it comprises a nitrogen discharge hole formed through the upper surface to discharge the nitrogen filled in the inside to maintain a constant internal pressure. 제 1 항 내지 제 11 항 또는 제 13 항 중 어느 한 항의 발광장치와;A light emitting device according to any one of claims 1 to 11 or 13; 상기 발광장치를 고정시키는 프레임과,A frame fixing the light emitting device; 상기 발광장치에서 발광된 자외선이 입사되는 대상제품이 안착되는 스테이지와;A stage on which a target product to which ultraviolet light emitted from the light emitting device is incident is seated; 상기 스테이지를 XYZ축방향으로 이송시키는 이송부와;A transfer unit for transferring the stage in the XYZ axis direction; 상기 이송부를 구동제어하여 상기 스테이지의 위치를 설정하고, 상기 발광장치를 구동제어하는 전원 및 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 노광기.And a power source and a control unit configured to drive-control the transfer unit to set the position of the stage and drive-control the light emitting device.
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KR101073671B1 (en) 2009-11-26 2011-10-14 (주)와이티에스 LED lamp for exposure and apparatus exposure using the same

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KR950001868A (en) * 1993-06-29 1995-01-04 미타라이 하지메 Exposure device using lighting device and copper device

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