KR100673948B1 - 노광장치 - Google Patents

Abstract

노광장치에 관한 것으로서, 노광용 광원과; 노광용 광원으로부터 나온 빛이 조사되며 소정의 패턴이 형성된 마스크와; 마스크와 소정간격 이격되어 하부에 설치되고 그 중앙부에 통과공이 형성된 상부플레이트와; 상부플레이트와 소정간격 이격되어 하부에 설치되는 하부프레임과; 상부플레이트와 하부프레임의 사이에 노광되도록 위치하며 스프로킷 홀이 양측에 형성된 필름과; 필름이 하부프레임에 진공 흡착되어 고정될 수 있도록 하는 진공흡착수단과; 마스크에 근접되게 설치되어 마스크과 필름에 대하여 정렬상태를 감지하도록 하는 정렬감지수단과; 필름의 하부에 위치하여 필름을 지지하는 노광 스테이지와, 노광 스테이지의 양측에 일렬로 설치되어 스프로킷 홀에 삽입되는 핀의 길이가 노광 스테이지의 중앙부로부터 양단부로 갈수록 짧아지는 다수개의 핀을 가지는 위치결정수단과; 노광 스테이지를 승강시키는 승강수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.

Description

노광장치{Light exposure machine}

도 1은 통상적인 노광장치를 개략적으로 나타낸 사시도,

도 2는 통상적인 노광장치를 노광용 광원과 함께 나타낸 측면도,

도 3은 도 1의 노광 스테이지와 핀을 확대하여 나타낸 사시도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 노광장치를 개략적으로 나타낸 사시도,

도 5는 도 4에 따른 노광장치의 마스크의 확대 평면도,

도 6은 도 4에 따른 노광장치의 진공흡착수단을 나타낸 평면도,

도 7은 도 4에 따른 노광장치의 노광 스테이지와 핀을 확대하여 나타낸 사시도,

도 8은 도 4에 따른 노광장치의 노광 스테이지의 핀과 필름의 스프로킷 홀이 결합된 상태를 나타낸 평면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1...하부프레임 2...상부플레이트

3...노광용 광원 4...마스크

5...필름 6...스프로킷 홀

10...위치결정수단 11...노광 스테이지

12...핀 20...진공흡착수단

30...정렬감지수단 40...승강수단

본 발명은 노광장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스프로킷 홀을 통한 위치결정을 용이하게 하면서 위치결정의 정밀도가 향상된 노광장치에 관한 것이다.

일반적으로 컴퓨터 및 각종 전자 제품에 적용되는 반도체 소자나, 화상 표시소자로서 부각되고 있는 액정 표시 소자(LCD), 플라즈마 디스플레이 소자(PDP), 전자 부품이 실장되는 회로 기판(PCB), 필터 및 박막 기술을 이용한 부품, 반도체 패키지등의 제작에는 미세한 패턴을 형성하기 위하여 사진 식각법이 이용되고 있다. 이러한 사진 식각법은 레티클(reticle) 또는 마스크(mask)의 패턴(pattern)을 기판에 형성된 감광막에 전사할 수 있도록 노광장치가 필수적으로 사용된다. 그리고 반도체 소자나 반도체 패키지등을 제조하기 위해서는 원소재, 예컨대 웨이퍼나 리드프레임 또는 필름 등에 소정의 패턴 예컨대, 회로패턴을 형성시키기 위해 노광장치에서 이들 패턴이 형성된 마스크를 이용하여 노광공정을 반복적으로 실시하게 된다. 일 예로 반도체 패키지의 필름에 형성되는 회로패턴의 일반적인 제조방법을 설명하면 다음과 같다. 첫번째로, 펀칭단계로서, 패키지 회로의 재료가 되는 폴리이미드(Polyimide) 필름의 가장자리에 일정간격으로 직사각형 모양의 스프로킷 홀(Sprocket hole)을 뚫는다. 두번째로, 구리도포단계로서, 상기 펀칭된 필름상에 동박(Copper foil)을 도포한다. 세번째로, 회로패턴형성단계로서, 상기 필름상에 감광재(Photoresist)를 도포한 후, 소정의 회로패턴이 형성된 유리 마스크를 통해서 자외광을 상기 필름의 감광재에 방사하는 노광공정과, 자외광에 노출된 영역을 제거하는 현상공정 및 상기 필름 전체에 도포되어 있는 구리를 화학적 식각용액을 사용해서 소정의 회로패턴에 해당하지 않는 영역을 제거하는 식각공정을 통해 상기 필름상에 소정의 회로패턴을 형성한다. 네번째로, 니켈 및 금 도금단계로서, 상기 형성된 소정의 회로패턴에 니켈과 금을 도금한다.

일반적으로 상기와 같은 회로패턴 형성공정중 노광공정이 최종회로의 수율 및 생산성에 가장 큰 영향을 미치는데 소정의 회로패턴이 필름의 소정위치에 형성되도록 마스크와 필름을 정확히 정렬하는 수단이 수율 및 생산성에 영향을 미치는 주요인으로 알려져 있다. 이러한 정렬방법은 카메라를 사용해서 필름상에 표시된 기준점을 모니터링하면서 마스크의 회로패턴이 필름의 바람직한 영역에 위치할 때까지 마스크의 위치를 조금씩 조정하는 궤환(Feedback)방식의 전자적 정렬방법과, 상기 회로패턴의 제작과정에서 필름의 양측에 형성된 스프로킷 홀과 일치되는 위치에 핀이 삽입되게 함으로써 마스크와 필름을 기계적으로 정렬하는 기계적 정렬방법으로 나뉜다.

종래의 기계적 정렬방식의 노광장치가 일본특개평3-242920호에 개시되어 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 기계적 정렬방식의 노광장치는 하부프레임(1)과, 상기 하부프레임(1)과 소정간격 이격되어 상부에 설치되는 상부플레이트(2)사이에 필름(5)이 위치한다. 상기 상부플레이트(2)의 중앙부에는 통과 공(2a)이 형성된다. 노광용 광원(3)으로부터 나온 빛이 상기 상부플레이트(2)의 수직상방향에 위치한 마스크(4)에 조사된다. 상기 빛이 마스크(4)에 조사됨에 따라 상기 마스크(4)에 형성된 소정의 패턴이 상기 상부플레이트의 통과공(2a)에 위치한 필름(5)에 형성된다. 상기 필름(5)의 양측에 직사각형의 스프로킷 홀(6)을 마련하여 필름(5)을 이송시킨다. 상기 하부프레임(1)의 내부에는 위치결정수단(10)이 설치되어 상기 필름(5)의 위치를 결정한다. 상기 위치결정수단(10)은 노광할 필름(5)을 지지하는 노광 스테이지(11)와, 상기 노광 스테이지의 상면의 양측에 동일한 간격으로 설치되는 다수개의 핀(12)을 구비한다.

도 3을 참조하면, 상기 다수개의 핀(12)은 동일한 길이와 동일한 두께를 가지며 상기 노광 스테이지(11)를 승강시키는 승강수단(13)에 의해 상기 필름(5)의 스프로킷 홀(6)에 삽입시키거나 빼내어서 필름(5)을 고정하거나 해제한다.

이러한 노광장치는 상기 노광 스테이지(11)상에 설치된 다수개의 핀(12)이 동일한 간격으로 설치되어 있고 핀의 길이와 두께가 서로 같으므로 상기 필름(5)의 스프로킷 홀(6)에 동시에 들어가고 나가게 된다. 그러나 상기 필름(5)이 그 양단부에서만 지지됨에 의해 필름이 심하게 처지는 경우에는 필름의 스프로킷 홀(6)의 간격과 노광 스테이지상의 핀(12)의 간격이 부분적으로 불일치하게 된다. 따라서 상기 필름의 스프로킷 홀(6)에 상기 핀(12)이 정확하게 삽입되지 못하고 상기 스프로킷 홀(6)의 가장자리가 상하거나 심한 경우에는 상기 핀(12)이 스프로킷 홀(6)에 고정되지 못하는 경우도 발생한다는 문제점을 가지고 있다.

또한, 이 경우에 필름(5)의 위치결정이 불가능하게 될 위험성도 있다는 문제 점을 가지고 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상기 핀이 스프로킷 홀에 정확하게 삽입되도록 하여 스프로킷을 통한 위치결정을 용이하게 하고 위치결정의 정밀도를 향상시키는 노광장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 노광장치는, 노광용 광원과; 상기 노광용 광원으로부터 나온 빛이 조사되며 소정의 패턴이 형성된 마스크와; 상기 마스크와 소정간격 이격되어 하부에 설치되고 그 중앙부에 통과공이 형성된 상부플레이트와; 상기 상부플레이트와 소정간격 이격되어 하부에 설치되는 하부프레임과; 상기 상부플레이트와 상기 하부프레임의 사이에 노광되도록 위치하며 스프로킷 홀이 양측에 형성된 필름과; 상기 필름이 상기 하부프레임에 진공 흡착되어 고정될 수 있도록 하는 진공흡착수단과; 상기 마스크에 근접되게 설치되어 상기 마스크과 상기 필름에 대하여 정렬상태를 감지하도록 하는 정렬감지수단과; 상기 필름의 하부에 위치하여 상기 필름을 지지하는 노광 스테이지와, 상기 노광 스테이지의 양측에 일렬로 설치되어 상기 스프로킷 홀에 삽입되는 핀의 길이가 상기 노광 스테이지의 중앙부로부터 양단부로 갈수록 짧아지는 다수개의 핀을 가지는 위치결정수단과; 상기 노광 스테이지를 승강시키는 승강수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 핀의 두께가 상기 노광 스테이지의 중앙부로부터 양단부로 갈수록 두꺼워지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노광장치를 상세히 설명한다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 노광장치는 노광용 광원(3)과, 상기 노광용 광원(3)으로부터 나온 빛이 조사되는 마스크(4)와, 상기 마스크와 소정간격 이격되어 그 하부에 설치되고 그 중앙부에 통과공(2a)이 형성된 상부플레이트(2)를 포함한다. 도 5를 참조하면, 상기 마스크(4)에는 소정의 패턴(4a)이 형성된다. 상기 상부플레이트(2)와 소정간격 이격되어 하부에 하부프레임(1)이 설치된다. 상기 상부플레이트(2)의 중앙부에 형성된 통과공(2a)을 노광용 광원(3)으로부터 나온 빛이 통과한다. 상기 상부플레이트(2)와 상기 하부프레임(1)의 사이에는 노광될 필름(5)이 위치한다. 따라서, 노광용 광원(3)으로부터 나온 빛이 마스크(4)에 조사됨으로써 마스크(4)에 형성된 소정의 패턴(4a)이 상부플레이트의 통과공(2a)의 하부에 위치하는 필름(5)에 형성된다.

상기 필름(5)의 양측에는 직사각형의 스프로킷 홀(6)이 형성된다. 상기 스프로킷 홀(6)에 스프로킷(미도시)이 치합되고 상기 스프로킷을 구동모터등의 구동수단에 의해 구동시킴으로써 상기 필름(5)을 노광할 위치로 이송시킨다. 그리고, 상기 필름(5)이 요동하지 않고 상기 하부프레임(1)에 고정되도록 상기 하부프레임(1)의 상면에는 진공흡착수단(20)이 형성된다.

도 6을 참조하면, 상기 진공흡착수단(20)은 이송된 필름(5)을 정위치에 고정하도록 설치되는 진공판(21)과, 상기 진공판에 형성되어 진공원(미도시)에 의해 필름이 상기 하부프레임의 상면에 밀착되도록 하는 다수의 진공홀(22)을 구비한다. 그리고, 도 4를 참조하면, 상기 마스크(4)의 일측에는 상기 필름(5)과 마스크(4)의 정렬상태를 감지할 수 있는 정렬감지수단(30)이 설치된다. 상기 정렬감지수단(30)은 다수개의 시시디 카메라(CCD Camera)(31)가 설치되어 비젼 시스템(Vision System)을 이루며 상기 스프로킷 홀(6)의 수를 감지하고 이를 계산하여 필름(5)이 적당한 노광위치에 이송되도록 한다.

상기 하부프레임(1)의 상면의 양단부에는 상기 필름(5)이 이송되는 방향을 조절하는 스프로킷 롤러(7)가 설치된다. 이는 상기 필름이 요동하지 않도록 고정하는 역활도 한다.

상기 하부플레임(1)의 내부에는 상기 필름(5)의 노광위치를 정확하게 결정하고 고정시키는 위치결정수단(10)이 설치된다. 상기 위치결정수단(10)은 상기 필름(5)의 하부에 위치하는 판상의 노광 스테이지(11)를 포함한다. 상기 노광 스테이지(11)는 상기 필름(5)을 지지하며 그 상면의 양측에는 다수개의 핀(12)이 일렬로 설치된다.

도 7을 참조하면, 상기 핀(12)의 길이는 상기 노광 스테이지의 중앙부(11a)로부터 양단부(11b)로 갈수록 짧아진다. 이 경우 노광 스테이지의 중앙부(11a)에 설치된 핀(12a)이 상기 필름의 스프로킷 홀(6)에 먼저 맞추어진 다음에 순차적으로 상기 노광 스테이지의 양단부(11b)에 설치된 핀(12a)이 상기 스프로킷 홀(6)에 맞추어진다. 따라서 상기 필름(5)의 위치결정이 용이하게 된다. 또한, 상기 핀(12)의 두께를 상기 노광 스테이지의 중앙부(11a)로부터 양단부(11b)로 갈수록 두껍게 한다. 이 경우 노광 스테이지의 중앙부(11a)에 설치된 핀(12a)은 가늘기 때문에 쉽게 상기 스프로킷 홀(6)에 맞추어진다. 그리고 노광 스테이지의 양단부(11b)에 설치된 두꺼운 핀(12b)은 상기 스프로킷 홀(6)과의 허용오차를 작게 하여 상기 필름(5)의 위치결정의 정밀도를 향상시킨다. 노광 스테이지(11)상에 설치된 핀(12)과 필름의 스프로킷 홀(6)이 결합된 상태를 도시한 평면도가 도 8에 개시되어 있다.

상기 노광 스테이지(11)의 하면에는 노광 스테이지를 승강시키는 승강수단(40)이 설치된다. 상기 승강수단(40)은 에어 실린더 또는 캠 시스템으로 이루어지므로 진동 등의 흔들림 현상을 최소화한다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 노광장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

상기 승강수단(40)에 의해 상기 노광 스테이지(11)가 하강된 상태에서 필름(5)이 상기 필름의 스프로킷 홀(6)에 치합된 스프로킷(미도시)의 회전에 의해 노광장치로 이송된다. 상기 마스크(4)에 설치된 정렬감지수단은 노광될 필름의 스프로킷 홀의 수를 감지하여 계산함으로써 필름의 정확한 위치 및 이송길이를 확인한다. 이와 같이 필름의 이송길이를 확인하는 정렬감지수단(30)은 필름(5)을 이송시키는 스프로킷(미도시)의 회전을 정지시키도록 제어장치(미도시)로 신호를 보내고, 이 제어장치는 상기 스포로킷의 회전을 정지시킨다. 이때 진공원(미도시)이 작동되면 진공이 진공판(21)의 진공홀(22)을 통해 필름의 하면에 작용되고 필름(5)은 하부프레임(1)의 상면 소정위치에 유지된다. 그리고 상기 승강수단(40)에 연결된 노광 스테이지(11)가 상승하면서 상기 노광 스테이지의 중앙부(11a)에 설치된 길고 가는 핀(12a)이 먼저 상기 필름의 스프로킷 홀(6)에 쉽게 맞추어져서 필름의 노광 위치결정을 용이하게 한다. 그리고 순차적으로 상기 노광 스테이지의 양단부(11b)에 설치된 짧고 두꺼운 핀(12b)이 상기 스프로킷 홀(6)에 맞추어지며 상기 스프로킷 홀(6)과의 허용오차를 작게 하여 필름의 노광 위치 정밀도를 향상시킨다. 이 경우 필름은 진공에 의해 하부 프레임(1)에 완전히 접촉된다. 이와 같이 마스크와 필름의 위치결정이 완료된 후에는 노광용 광원(3)을 이용하여 노광공정을 실시한다.

그리고, 노광공정이 완료되면 상기 노광 스테이지(11)가 하강하면서 상기 핀(12)과 필름의 스프로킷 홀(6)이 분리된다. 이어서 상기 진공판(21)으로의 진공공급이 중단되어 필름의 진공부착이 해제되고 소정의 회로패턴이 형성된 필름(5)이 다음의 후속공정으로 이동된다.

상기와 같은 단계들을 반복하여 연속적으로 실시함으로써 회로패턴 제작공정 중 노광공정이 완료된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 노광장치는 노광 스테이지의 중앙부로부터 양단부로 갈수록 핀의 길이는 짧아지고 핀의 두께는 두꺼워지게 함으로써 필름의 스프로킷 홀에 가장 먼저 삽입되는 중앙부의 길고 가는 핀에 의해 위치결정을 용이하게 하고, 양단부의 짧고 두꺼운 핀과 스포로킷 홀과의 사이에 허용오차를 작게하여 위치결정의 정밀도를 높인다는 이점이 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 노광용 광원과;

   상기 노광용 광원으로부터 나온 빛이 조사되며 소정의 패턴이 형성된 마스크와;

   상기 마스크와 소정간격 이격되어 하부에 설치되고 그 중앙부에 통과공이 형성된 상부플레이트와;

   상기 상부플레이트와 소정간격 이격되어 하부에 설치되는 하부프레임과;

   상기 상부플레이트와 상기 하부프레임의 사이에 노광되도록 위치하며 스프로킷 홀이 양측에 형성된 필름과;

   상기 필름이 상기 하부프레임에 진공 흡착되어 고정될 수 있도록 하는 진공흡착수단과;

   상기 마스크에 근접되게 설치되어 상기 마스크과 상기 필름에 대하여 정렬상태를 감지하도록 하는 정렬감지수단과;

   상기 필름의 하부에 위치하여 상기 필름을 지지하는 노광 스테이지와, 상기 노광 스테이지의 양측에 일렬로 설치되어 상기 스프로킷 홀에 삽입되는 핀의 길이가 상기 노광 스테이지의 중앙부로부터 양단부로 갈수록 짧아지는 다수개의 핀을 가지는 위치결정수단과;

   상기 노광 스테이지를 승강시키는 승강수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 진공흡착수단은 진공홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 정렬감지수단은 다수개의 시시디 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 핀의 두께가 상기 노광 스테이지의 중앙부로부터 양단부로 갈수록 두꺼워지는 것을 특징으로 하는 노광장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 승강수단은 에어 실린더 또는 캠 시스템 중에서 어느 하나가 선택되어 이루어진 것을 특징으로 하는 노광장치.

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