KR100728476B1

KR100728476B1 - 노광장치

Info

Publication number: KR100728476B1
Application number: KR1020010083179A
Authority: KR
Inventors: 시마다타카히로
Original assignee: 가부시키가이샤 아도테크 엔지니어링
Priority date: 2001-02-23
Filing date: 2001-12-22
Publication date: 2007-06-13
Also published as: TW517177B; US20020118347A1; JP2002251017A; US6760094B2; KR20020069101A

Abstract

프린트 배선기판(W)을 임의의 영역으로 구분하고, 하나의 영역에 있어서, 프린트 배선기판(W)을 부분적으로 얼라이먼트 스테이지(50)에 흡착 고정시키고, 마스크(1)와의 위치 맞춤을 행한 다음, 마스크(1)의 패턴을 기판(W)에 인화시키고 계속하여 타의 영역으로 이동하여 같은 동작을 반복하며, 순차적으로 전체 영역에 걸쳐 노광을 실시하게 된다.

Description

노광장치{Device for light exposure }

도 1은 본 발명의 1 실시형태를 나타내는 사시도이다.

도 2는 본 발명의 1 실시형태를 설명하는 평면도이다.

도 3은 본 발명의 1 실시형태를 설명하는 정면도이다.

도면의 주요부호의 설명

1 : 마스크 2 :유리판 4 : 흡착장치

5 : CCD카메라 6 : 광원장치 7 : 화상처리장치

8 : 제어장치 9 : 이동장치 10 : 접착테이프

20 : 지지틀 30 : 공기밸브 31 : 진공원

32 : 배기공 33 : 공기밸브 40 : 흡착공

41 : 흡인실 42 : 스위치 밸브 43 : 흡인펍프

44 : 제어장치 45 : 흡착에리어

50 : 얼라이먼트 스테이지 W : 프린트 배선기판

본 발명은 프린트 배선기판을 작성할 때에 원판의 회로 패턴등을 피배선기판에 노광시키기 위한 노광장치에 관한 것이다.

프린트 배선기판등 도체의 패턴을 형성하기 위하여 근래에 IC 등의 제조에 쓰이는 사진평판(photolithograply) 기술이 이용되어지고 있다.

이 방법은 형성하고자 하는 패턴을 그린 원판을 사용하여 광선을 투영·노광시켜 프린트 배선기판에 원판과 동일한 패턴을 묘사하는 방법이다.

원판으로는 통상 필름 마스크를 사용하고, 이 필름 마스크를 프린트 배선 기판 위에 밀착시키거나 근접시킨 상태에서 노광을 행하는 것이 보통이다.

마스크와 배선기판을 근접시키거나 또는 밀착시키기 전에, 상기 마스크와 배선기판은 모두 위치맞춤을 하여야 한다. 마스크 또는 기판을 X, Y, θ방향으로 이동시켜 위치를 맞춘 다음, 양자를 밀착시켜 노광을 하도록되어 있다.

한편, 최근에는 회로 배선기판의 크기가 소형화되고, 제조공정이 효율화되어 대형기판을 여러개의 영역으로 구분한 다음, 각 영역마다 노광을 반복 실시하고, 기판을 절단하여 사용하는 방법이 이용되어지고 있다.

그러나, 기판의 크기가 대형화됨에 따라, 기판의 뒤틀림이나 변형등에 의해 정밀도가 떨어지는 문제점이 있다.

기판은 흡착기구에 의해 베이스에 흡착되도록 구성된 것이 보통이나, 기판이 뒤틀리거나 변형되어 베이스와 기판과의 사이에서 공기가 새어들어 진공도를 저하시키거나, 흡착력이 떨어지는 문제점이 있다. 이 때문에 노광시 킬 때 기판의 평탄도가 충분히 유지되지 않아 노광의 정확도를 떨어뜨리는 결과를 초래하게 된다.

본 발명은 이와 같은 종래의 결점을 해결함을 그 목적으로 한다.

이와같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 피노광기판을 놓는 베이스와, 이 베이스에 피노광기판을 흡착시키는 흡착장치를 가지는 노광장치에 있어서, 상기 흡착장치가 이 피노광기판의 일부만을 흡착할수 있도록 하는것을 특징으로 한다.

이 노광장치가 노광기판을 부분적으로 노광시킬 수 있도록 하는 경우에는 이 노광된 부분만을 흡착하도록 한다. 이와같은 구성에 의하여 기판 전체를 흡착하는 경우, 흡착효율은 높아지고, 기판의 뒤틀림 또는 변형이 이 있더라도 확실한 흡착이 이루어질 수 있어서 노광의 정밀도가 향상된다.

또한, 노광시킬 때에는 통상 소정의 패턴을 갖는 포토마스크가 사용되어지며, 이 포토마스크는 상기 피노광기판에 접촉 또는 근접할 수 있도록 구성되고, 피노광기판을 투영하는 광원장치로 부터 빛을 발사하여 포토마스크의 패턴을 기판위에 인화하도록 구성되어 있다. 이 경우, 바람직한 실시형태로는 포토마스크가 노광기판의 임의의 영역에서 여러번의 노광이 이루어지도록 구성된 것을 들 수 있다.

또한 상기 흡착장치는 노광을 행하는 임의의 영역에 대응하는 각 영역마다 상기 노광기판을 베이스에 흡착시킬 수 있도록 구성되어 있다. 그리하여 제어장치에 의해서 상기 각각의 영역마다 노광기판을 베이스에 흡착시키고 또 위치맞춤이 이루어진 다음 노광을 행하도록 구성되어 있다.

이와같은 구성에 의하여 기판의 흡착도 이 영역부분만 행할수 있기 때문에 흡착효율은 향상되고, 기판이 뒤틀리거나 변형이 일어나더라도 확실하게 흡착이 이루어질 수 있게 되어있다.

특히, 포토마스크가 기판에 접촉되는 경우에는 포토마스크의 하중에 의해 기판과 베이스의 밀착성이 높아지고, 노광영역 부분의 흡착효율을 향상시킬 수 있게된다.

그러나, 통상 마스크와 피노광장치는 수직방향으로 배치되고, 상기 마스크가 피노광기판의 수직방향 상방에 위치하도록 배치되어 있으나, 마스크와 피노광장치는 서로 입설되고, 마스크와 피노광기판은 거의 수평방향으로 떨어져 위지 하도록 배치하는 것도 또한 가능하다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의해 설명한다.

도1에 있어서, 노광장치의 거의 중앙부에 얼라이먼트 스테이지(50)가 설치되어 있다. 얼라이먼트 스테이지(50)는 스테이지의 평면방향, 즉 X 방향 과 Y 방향으로 이동할수 있게 되고, 또 그 중심점을 축으로 하여 회전방향(θ방향)으로 회동할 수 있게 되어 있다. 얼라이먼트 스테이지(50)는 또 Z 방향으로 이동 가능하도록 구성되어 있어, 프린트 배선기판(W)을 마스크(1)에 근접 또는 밀접시킬 수 있도록 되어있다.

상호 연결에 의해 이송된 프린트 배선기판(W)이 얼라이먼트 스테이지(50)에 놓여 있어, 고정장치인 흡인장치(4)에 의해 흡착 고정되도록 구성되어 있다. 프린트 배선기판(W)은 컨베이어에 의해 앞의 라인에서 반송되고, 얼라이먼트 스테이지(50)에 놓여져 패턴이 인화되고, 컨베이어에 의해 다음공정으로 보내지도록 구성되어 있다.

전술한 바와 같이 얼라이먼트 스테이지(50) 위에는 마스크(1)가 위치하고, 그 위에 광원장치(6)가 위치하게 된다. 이 마스크(1)는 여기에 묘사된 패턴을 광원장치(6)로 부터의 빛에 의해 프린트 배선기판(W)위에 투영되어 인화하도록 구성되어 있다.

그러나, 광원장치(6)의 광 조사 영역은 마스크(1)의 크기와 거의 동일하다. 마스크(1)의 양쪽 상방에는 CCD 카메라(5)가 있어서, 프린트 배선기판(W)의 위치를 검출하게 되고, 위치 맞춤이 이루어 지도록 되어 있다.

얼라이먼트 스테이지(50)와 프린트 배선기판(W) 및 마스크(1)의 CCD 카메라의 광원장치(6)는 도 1의 실시형태에서는 수직방향을 배설되어 있으며, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를들면 이들은 수평방향으로 배설할 수도 있다. 이 경우, 얼라이먼트 스테이지(50)와 프린트 배선기판(W)은 입설되어 있어서, 먼지등이 프린트 배선기판(W) 위에 떨어지는 등 청정도 유지에 상당한 잇점이 있게된다.

프린트 배선기판(W)은 임의의 수 만큼의 영역으로 분할하여 노광할 수 있고, 이와같은 실시형태에서는 A,B,C,D의 네 개의 영역으로 분할할 수 있다. 마스크(1)에는 각 영역에서 인화할 수 있는 회로패턴이 묘사되어 있고, 각각의 영역에 마스크(1)를 묘사 할 수 있는 회로패턴을 순차적으로 인화할 수 있도록 구성되어 있다.

제어장치(8)는 이동장치(9)를 제어하여 얼라이먼트 스테이지(50)를 고속으로 이동시키고, 각 영역에서 노광이 끝나는 즉시 다음 영역에서 마스크(1)가 중첩되도록 프린트 배선기판(W)을 배치하게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 마스크(1)와 프린트 배선기판(W)과의 적정 위치에는 각각 위치맞춤 마크(M)(M')가 있어서, A,B,C,D의 각 영역에서 얼라이먼트 스테이지(50)를 이동장치(9)에 의하여 X,Y 방향 또는 θ방향으로 이동시킴으로서 위치맞춤 마크(M)(M')를 일치시켜 마스크(1)와 프린트 배선기판(W)과의 위치맞춤을 할 수 있도록 되어 있다. 또 이동장치(9)에 의해서 Z방향으로 이동시켜, 마스크(1)와 프린트 배선기판(W)과를 근접시키거나 밀착시킬 수 있도록 되어 있다.

이와같은 제어는 위치맞춤 장치를 겸한 제어장치(8)에 의해 행하여지도록 구성되어 있다. 상기 프린트 배선기판(W)의 구분된 영역에 대응하여 도 2에서 도시된 바와 같이 흡착장치(4)에 의한 프린트 배선기판(W)의 흡착도 매 영역마다 구분하여 행하여지도록 구성되어 있다. 이와 같은 실시형태로서는 흡착 영역은 (45A),(45B),(45C),(45D)로 구분되고, 각 영역마다 부분적으로 프린트 배선기판(W)의 흡착을 행할 수 있도록 되어 있다.

흡착장치(4)는 도 3에 도시된 바와 같이 흡착공(40), 흡인실(41), 스위치 밸브(42), 흡인펌프(43) 및 제어장치(44)로 구성되어 있다. 또 흡착공(40)은 흡인실(41)과 연통되어 있고, 얼라이먼트 스테이지(50)의 상면에서 개구되어 프린트 배선기판(W)을 흡착하도록 구성되어 있다. 흡인실(41)은 상기 흡착영역(45A),(45B),(45C),(45D)이 스위치 밸브(42)에 의해서 흡인펌프(43)에 접 속되어 있다. 그리하여 이 스위치 밸브(42)를 절환시켜 각 흡인실(41A),(41B),(41C),(41D)로 선택적으로 흡인되어 각 흡착 에리어(45)의 부분적 흡착이 실현되도록 한다.

스위치 밸브(42)는 제어장치(44)에 의해 제어되고, 제어장치(44)는 제어장치(8)를 연동시켜 노광을 행하는 영역에 대응하는 흡착영역(45)부분의 흡착이 이루어지도록 구성되어 있다.

이와같은 구성에 의해 프린트 배선기판(W)이 비틀어지거나, 변형이 있더라도 노광이 이루어지는 부분만을 흡착시키기 위해 진공도를 유지하며 확실한 흡착이 이루어지도록 한다. 그렇게 함으로써 프린트 배선기판(W)의 평탄도를 유지할 수 있고, 정밀도가 높은 노광이 실현될 수 있게된다.

그러나, 상술한 스탭 이동과 위치 맞춤에 있어서는 얼라이먼트 스테이지(50)와 마스크(1)는 각각 상대적으로 움직이는 것이 좋고, 도시한 실시형태와 같이 얼라이먼트 스테이지(50)만을 이동시켜도 좋다. 또한 마스크(1)만을 이동시킬 수 있도록 할 수도 있다. 또, 마스크(1)와 얼라이먼트 스테이지(50)의 양쪽을 이동시킬 수 있도록 구성하여도 좋다. 예를 들면, 얼라이먼트 스테이지(50)가 X 방향 및 Y방향, 마스크(1)를 θ방향 및 Z방향으로 이동시키는 등 그 이동방향을 나누는 등의 구성을 할수도 있다.

또, 얼라이먼트 스테이지(50)는 위에서 설명한 바와 같이 스탭 이동과 위치 맞춤등의 미세한 이동을 할 수 있도록 되어 있으나, 스탭 이동과 위치 맞춤등은 각각 서로 다른 스테이지를 설치하여 이동시킬 수 있도록 구성하는 것도 가능하다. 위치 맞춤 마크(M), (M')의 일치하는 CCD 카메라(5)에 의해 확인할 수 있다. 이 확인은 작업자에 의한 눈의 확인으로도 좋지만 컴퓨터를 사용한 화상처리장치(7)에 의한 화상인식에 의해서도 할 수 있다.

또한 이 경우, 얼라이먼트 스테이지(50)의 이동제어도 동시에 행하여 위치 맞춤도 완전자동화 할수도 있다.

그러나, CCD카메라(5)는 이동이 가능하므로 위치맞춤영역에 대응하여 이동하고, 또 위치맞춤이 종료된 후에는 노광이 되지 않도록 치울 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 전술한 바와 같이 마스크(1)를 이동시킬 경우에는 CCD 카메라(5)와 마스크(1)와 함께 이동하도록 구성하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 구성에 있어서, 제어장치(8)는 이동장치(9)를 제어하여, A,B.C.D의 순서로 각 영역마다 노광을 실시하고, 마스크(1)의 회로패턴을 A,B,C,D의 각 영역에 인화를 실시하고 노광영역에 대응하는 흡착영역(45)에 흡착하여 프린트 배선기판(W)을 얼라이먼트 스테이지(50)위에 밀착시킨다. 즉, 최초 이동장치(9)는 고속으로 얼라이먼트 스테이지(50)를 이동시키고, 마스크(1) 하방에 영역(A)을 설정한다. 동시에 제어장치(44)는 흡착 영역(45A)에서 흡착을 행하고, 다음에 CCD 카메라(5)를 위치 맞춤마크 (M),(M')의 위치로 이동시키고, 영역(A)의 위치맞춤을 실행한다. 이로 인하여 프린트 배선기판(W)의 평탄도는 확보되게 된다. 영역(A)의 위치맞춤이 끝나면, 영역(A)에 대한 노광이 실행된다. 프린트 배선기판(W)의 평탄도는 유지되어 있으므로 정밀도가 높은 노광이 이루어진다.

영역(A)의 노광이 종료되면, 이동장치(9)에 의해 얼라이먼트 스테이지(50)를 스탭 동작시켜 영역(B)을 마스크(1)의 하방에 위치시키고 같은 방법으로 위치맞춤과 흡착을 실행한다.

이상과 같은 동작을 반복하여 영역 A, B, C, D를 순차적으로 위치 맞춤시킨 후에 노광을 실시하고, 전 영역의 노광을 마칠 수 있도록 구성되어 있다.

그러나, 도 3에 의해서, 마스크(1)로서 필름마스크를 사용하고, 이를 유리판(2)의 하면에 흡착시킨다. 즉 배기공(32), 배기홈(33) 공기 밸브(30), 진공원(31)에 의해 흡착 고정되고 특히 접착테이프(10)에 의해 접착되게 한다.

또한 유리판(2)은 아크릴 등의 다른 투명재료로 구성되어도 좋고, 유리판(2)의 상부에 설치된 광원장치(6)로부터 투사광을 투과시키는 재질의 것을 쓰는 것도 좋다.

상기한 구성에 있어서, 전술한 바와 같이 프린트 배선기판(W)을 얼라이먼트 스테이지(50)에 재치하고, 미리 결정된 최초의 영역을 마스크(1)에 대응하는 위치에 위치시켜, 위치맞춤을 실행한다. 이때에 이 영역에 대응하는 흡착에리어(45)가 흡착된다.

그리하여 얼라이먼트 스테이지(50)가 상승되어 인접하게되고 프린트 배선기판(W)과 인접하여 마스크(1)와 밀착된다. 이 상태에서, 유리기판(2) 위의 광원(6)에 의해 투사되어 마스크(1)의 패턴을 프린트 배선기판(W) 위에서 인화한다. 마스크(1)는 프린트 배선기판(W)에 고정밀도로 위치맞춤 시키고, 또 확실하게 밀착시켜져 있기 때문에 그 위치 맞춤의 정확도가 아주 높은 노광이 실현된다.

하나의 영역의 노광이 종료되면, 얼라이먼트 스테이지(50)를 하강시키고, 얼라이먼트 스테이지(50)를 스텝 이동시켜 다음영역을 마스크(1)에 대응하는 위치에 위치맞춤 시키고, 상기한 동작과 같이하여 다음영역의 노광을 행하게 된다.

상기와 같은 동작을 반복하여 전 영역의 노광을 완료하고, 프린트 배선기판(W)을 꺼집어 내어 다음 공정으로 보낸다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 프린트 배선기판을 임의의 영역으로 분할하고, 각 영역마다 프린트 배선기판(W)을 흡착시켜 노광하기 때문에 프린트 배선기판(W)이 뒤틀려지거나 변형이 있더라고 위치맞춤을 하기 위해 확실한 프린트 배선기판(W)의 흡착을 행할 수 있고, 이 때문에 프린트 배선기판(W)의 평탄도를 유지할 수 있어, 고정밀도의 노광을 할 수 있는 효과가 있다.

Claims

피노광기판을 놓는 베이스와, 이 베이스에 상기 피노광기판을 흡착시키는 흡착장치를 구비한 노광장치에 있어서, 상기 흡착장치가 피노광기판의 적어도 두 개의 영역의 하나를 선택적으로 흡착할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 1항에 있어서, 상기 노광장치가 노광기판을 부분적으로 노광시킬 수 있고, 상기 흡착장치가 피노광기판의 노광된 부분만을 흡착할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 노광장치.
피노광기판을 놓는 베이스와, 이 베이스 위에 피노광기판을 투영하는 소정의 패턴을 구비하고, 상기 피노광기판에 접촉 또는 근접시킬 수 있는 포토마스크와, 이 포토마스크를 상기 베이스의 적어도 어느 한쪽을 이동시켜 양자의 상대적 위치 관계를 변경 설정하는 이동장치와, 상기 포토마스크의 패턴을 베이스위에 있는 피노광기판에 투영하기 위한 빛을 발사하는 광원장치와,포토마스크와 피노광기판 중 임의의 영역의 피노광기판을 노광시키기 위한 위치 맞춤장치와, 상기 임의의 영역에서 대응하는 영역마다 피노광기판을 베이스에 흡착시킬 수 있는 흡착장치와, 상기 영역마다 피노광기판을 베이스에 흡착시키고 또 위치맞춤을 한 다음, 노광을 행할 수 있도록 상기 이동장치와 위치맞춤장치 및 광원장치를 제어할 수 있는 제어장치를 가지는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 3항에 있어서, 상기 포토마스크가 피노광기판의 수직방향 상방에 위치하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 3 또는 제 4항에 있어서,

상기 포토마스크와 피노광기판이 거의 수평방향으로 떨어져 위치하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
피노광기판을 놓는 베이스와, 이 베이스 위에 있는 피노광기판을 투영하는 소정의 패턴을 구비하고, 상기 피노광기판에 접촉 또는 근접 가능한 포토마스크, 상기 포토마스크와 베이스의 적어도 어느 한쪽을 이동시켜 양자의 상대적 위치관계를 변경설정하는 이동장치와, 상기 피노광기판에 접촉하는 포토마스크의 패턴을 피노광기판에 투영하기 위한 빛은 발사하는 광원장치와, 상기 노광기판의 임의의 영역에서 포토마스크가 접촉할 수 있도록 위치맞춤을 할수 있도록 하는 위치맞춤장치와, 상기 포토마스크가 접촉하는 노광기판의 영역만을 상기 베이스에 흡착시킬 수 있도록 하는 흡착장치와, 상기 이동장치와 위치맞춤장치 및 광원장치를 제어하여 각 영역별로 상기 노광기판을 베이스에 흡착시키고 또 위치맞춤을 행한 후, 노광을 할 수 있도록 하는 제어장치를 갖는것을 특징으로 하는 노광장치.
제 6항에 있어서, 상기 포토마스크가 피노광기판의 수직방향 상방에 위치하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 6항에 있어서, 상기 포토마스크와 피노광기판이 거의 수평방향으로 서로 떨어져 위치하는 것을 특징으로 하는 노광장치.