KR100823180B1 - 노광장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 노광장치는, 램프로부터 발생된 빛을 집광하여 하부로 반사시키는 반사판이 구비된 챔버와, 상기 반사판의 하측에 교체가능하게 설치되고 상기 반사판으로부터 전달되는 빛의 광량을 조절하는 광량조절부와, 상기 광량조절부를 통과한 빛을 양측 방향으로 각각 반사시키는 한 쌍의 제1ㆍ제2반사미러, 및 상기 제2반사미러를 통해 분산된 상태로 전달된 빛을 응집시켜 기판의 엣지에 전달하는 한 쌍의 렌즈를 포함하는 것이 특징이다.

본 발명의 노광장치에 의하면, 빛이 조사되는 램프를 하나의 선형램프로 구현시키고, 이 램프를 통해 기판의 엣지로 전달되는 광량의 조도를 광량조절부에서 낮춘 상태로 기판의 엣지로 전달시킬 수 효과가 있다.

기판, 주변, 노광, 감광, 엣지, 반도체, 램프, 광원, ND필터

Description

노광장치{Exposure device}

도 1은 본 발명의 노광장치의 결합 사시도,

도 2는 본 발명의 노광장치에 구비된 보조챔버의 사시도,

도 3은 본 발명의 노광장치에 구비된 광량조절부의 사시도,

도 4는 본 발명의 노광장치의 도 1에 도시된 A-A부의 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 챔버 101 : 공간부

102 : 체결부 110 : 램프

120 : 반사판 121a,121b : 집광미러

122a,122b : 방열판 130 : 배기덕트

140a : 내부커버 140b : 외부커버

141 : 단열재 200 : 보조챔버

210 : 광량조절부 210' : 플레이트

211 : 광원투과홀 220 : 슬라이딩부

300 : 본체 310a,310b : 제1반사미러

320a,320b : 제2반사미러 330a,330b : 렌즈

본 발명은 노광장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선광원으로 제공되는 램프의 광량을 조절할 수 있는 광량 조절이 가능한 노광장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자 또는 디스플레이 패널 기판의 제조 공정은, 감광액을 기판 상면에 원하는 두께로 균일하게 도포하여 감광막을 형성시키는 감광막 도포 공정(PR코팅), 기판상에 패턴 마스크를 위치시키고 패턴 마스크에 그려진 회로대로 노광시키는 정렬 및 노광 공정, 노광으로 경화된 감광막을 식각용액으로 제거하는 현상 공정 등으로 구성된다. 여기서, 정렬 및 노광 공정을 수행하는 장치를 노광장치라고 한다.

종래의 노광장치에서 기판으로 조사되는 광원은 램프의 용량에 따라 초기에 광량이 결정된다. 기판의 노광시 상기 램프의 광량에 따라 여러 가지 테스트를 거치게 되는데, 이때 광량을 조절하기 위해서 ND(neutral density)필터와 같은 광필터를 사용하고 있었다.

즉, 상기 ND필터는 상기 램프의 광량으로 인해 그 값에 따라 패턴의 형상이 다르기 때문에 광량을 조절하게 되는 것이다.

이러한 상기 ND필터는 그 표면에 특수 코팅처리되거나 국내출원된 특허 공개번호 제2006-24073호에서 보는 바와 같이 전압에 따라 광의 투과율이 조절될 수도 있다. 그런데, 이 ND필터는 매우 고가이기도 하며 광원의 영역에 따라 그 사이즈도 크게 구비되기도 한다.

만약, 상기 ND필터가 없는 상태로 전달되는 광량을 100%라고 할 경우, 이 광량의 세기를 50% 또는 30% 등으로 낮추고자 할 경우에 상기 ND필터를 선택적으로 교체하기 위해서 다양한 투과율을 갖는 고가의 ND필터를 구비해야만 한다.

따라서, 고가의 부수적인 장치로 인해 노광설비의 설치 비용 및 기판의 제조원가가 상승되는 것이다.

상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은, ND필터를 사용하지 않고도 광량을 조절할 수 있는 노광장치를 제공하는 데 있다.

특히, 빛이 조사되는 램프를 하나의 선형램프로 구현한 노광설비에서 광량을 조절시킬 수 있는 노광장치를 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 노광장치는, 램프로부터 발생된 빛을 집광하여 하부로 반사시키는 반사판이 구비된 챔버; 상기 반사판의 하측에 교체가능하게 설치되고, 상기 반사판으로부터 전달되는 빛의 광량을 조절하는 광량조절부; 상기 광량조절부를 통과한 빛을 양측 방향으로 각각 반사시키는 한 쌍의 제1ㆍ제2반사미러; 및 상기 제2반사미러를 통해 분산된 상태로 전달된 빛을 응집시켜 기판의 엣지에 전달하는 한 쌍의 렌즈;를 포함하는 것이 특징이다.

본 발명의 광량조절이 가능한 노광장치에 있어서, 상기 챔버의 하측에 연결되고, 상기 제1반사미러로 전달되는 평행광의 경로를 확보해주는 보조챔버;를 더 포함하되, 상기 보조챔버 내에 상기 광량조절부가 설치된다.

본 발명의 광량조절이 가능한 노광장치에 있어서, 상기 보조챔버는, 상기 광량조절부가 슬라이딩 안내되어 삽입, 또는 인출될 수 있도록 가이드홈과 가이드돌기가 구비된 슬라이딩부;가 더 구비된다.

본 발명의 광량조절이 가능한 노광장치에 있어서, 상기 광량조절부는, 상기 가이드홈 내에서 인ㆍ출입되는 평판 형상의 플레이트; 및 상기 반사판으로부터 상기 제1반사미러로 전달되는 광량이 통과될 수 있도록 상기 플레이트에 일정한 간격마다 복수개의 광원투과홀;이 형성된다.

본 발명의 광량조절이 가능한 노광장치에 있어서, 복수개의 상기 광원투과홀은, 상기 반사판의 길이 방향으로 복수열로 구비된다.

본 발명의 광량조절이 가능한 노광장치에 있어서, 상기 광원투과홀은, 길이 방향으로 배치된 각열마다 그 관통 영역이 각각 동일한 것이 특징이다.

본 발명의 광량조절이 가능한 노광장치에 있어서, 상기 광원투과홀은, 원, 타원, 사각, 다각, 장공 중 어느 하나 이상의 형태로 관통된다.

본 발명의 광량조절이 가능한 노광장치에 있어서, 상기 반사판은, 상기 램프의 외측에 설치되어 전체적으로 호의 형상을 갖고, 일정한 간격마다 절곡되어 분산된 빛을 집광시켜 상기 제1반사미러로 전달시키는 집광미러; 상기 집광미러의 외측면에 결합되고, 상기 램프로부터 복사되는 열을 외부로 방출시키는 방열판;이 더 구비된다.

본 발명의 광량조절이 가능한 노광장치에 있어서, 상기 제1반사미러는, 가시광 영역의 파장대는 투과시키고, 자외선 영역의 파장대만을 반사시킬 수 있도록 표 면이 코팅 처리된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 노광장치의 구성 및 작용효과를 설명하도록 한다.

먼저, 도시된 도 1과 도 2에서 보는 바와 같이, 상기 노광장치는 램프(110)와 반사판(120)이 설치되는 챔버(100)와, 상기 챔버(100)의 하측에 설치되고 광량조절부(210)가 구비된 보조챔버(200), 그리고 제1ㆍ제2반사미러(320a,320b) 및 렌즈(330a,330b)가 구비된 본체(300)로 크게 구성된다.

상기 챔버(100)는 대략 직육면체의 형상을 가지며, 상ㆍ하면은 개방된 상태로 내부에는 길이방향으로 공간부(101)가 형성된다. 또한, 상기 챔버(100)의 측면에는 체결부(102)가 구비되어 그 일면을 개방시키고, 후술되는 램프(110) 및 반사판(120)을 교체시키게 된다.

또한, 상기 챔버(100)의 내부에는 그 길이 방향으로 램프(110)가 설치된다. 이 램프(110)는 봉의 형태를 갖는 선형램프로 구비되며, 자외선이 발광되어 후술되는 기판(미도시)에 도포된 감광액을 경화시키는 역할을 한다.

그리고, 상기 램프(110)의 외측에는 반사판(120)이 설치된다. 즉, 상기 램프(110)는 그 특성상 빛이 사방으로 퍼지게 되어 빛의 효율을 최대로 얻기 위해서 타원 형태로 이루어진 반사판(120)으로 이루어진다. 상기 반사판(120)은 집광미러(121a,121b)와 방열판(122a,122b)으로 구성되며, 상기 집광미러(121a,121b)는 상기 램프(110)에서 발생된 빛을 집광시켜 하측 방향으로 반사시키는 역할을 한다.

즉, 집광미러(121a,121b)는 상기 램프(110)의 외측을 감싸는 형태로 배치되는데, 이 형상은 측면에서 봤을 때 전체적으로 호의 형상을 갖는다. 보다 상세하게 상기 집광미러(121a,121b)는 일정한 간격마다 절곡되고, 상기 램프(110)에서 분산된 형태로 발생된 빛을 집광시켜 하측 방향으로 평행광을 전달시키게 되는 것이다.

또한, 상기 방열판(122a,122b)은 상기 집광미러(121a,121b)의 후면에서 외측 방향으로 돌출된 얇은 판으로 구비된다. 즉, 상기 반사판(120)은 상기 램프(110)의 최단 거리에 배치되기 때문에 상당한 열을 받게 된다. 따라서, 방열판(122a,122b)은 상기 집광미러(121a,121b)가 절곡된 경계부에서 각각 연직되도록 형성되며, 상기 램프(110) 및 상기 집광미러(121a,121b)에서 복사되는 열을 외부로 방출시키는 역할을 하는 것이다.

한편, 상기 반사판(120)의 상부 즉, 상기 챔버(100)의 상측에는 배기덕트(130)가 구비된 내ㆍ외부커버(140a,140b)가 설치된다. 상기 내ㆍ외부커버(140a,140b)는 상기 챔버(100)의 상면에 체결된 상태에서 상기 방열판(122a,122b)을 통해 복사된 열을 상부로 배기시키는 역할을 하는 것이다. 또한, 상기 내ㆍ외부커버(140a,140b) 중 어느 하나의 커버에는 단열재(141)가 구비된다. 보다 바람직하게는 상기 내부커버(140a)와 상기 외부커버(140b) 사이에 상기 단열재(141)가 설치되어 상기 램프(110)의 내열을 차단하게 된다.

상기 보조챔버(200)는 상기 챔버(100)의 하측에 설치되는 것으로, 상기 챔버(100)의 하면과 연통된다. 상기 보조챔버(200)는 다수개의 프레임을 조합하여 체 결부재로 결합되고, 수직방향으로 높이를 갖도록 구비된다. 상기 보조챔버(200)의 높이는 노광장치의 전체 높이에서 대략 절반의 높이를 갖는다. 이 보조챔버(200)는 램프(110)에서 발생되어 집광미러(121a,121b)를 통해 하측 방향으로 전달되는 빛의 경로를 확보해주는 역할을 한다.

또한, 상기 보조챔버(200) 내부에는 광량조절부(210)가 설치된다. 상기 광량조절부(210)는 상기 램프(110) 및 상기 반사판(120)을 통해 하측 방향으로 전달되는 평행광의 광량을 조절하는 역할을 한다.

상기 보조챔버(200)에는 상기 광량조절부(210)가 슬라이딩 되어 삽입되고, 인출될 수 있도록 슬라이딩부(220)가 형성된다.

상기 슬라이딩부(220)는 가이드홈과 가이드돌기로 이루어지며, 상기 보조챔버(200)의 내부 양측에 서로 마주보는 형태로 각각 구비된다.

또한, 첨부된 도 3에서 보는 바와 같이, 상기 광량조절부(210)는 평판의 플레이트(210') 형상을 가지며 복수개의 광원투과홀(211)이 일정 간격에 따라 형성된다. 상기 광원투과홀(211)은 원, 타원, 사각, 다각, 장공과 같이 다양한 형태의 관통홀로 형성되고, 상기 플레이트(210')의 길이 방향을 따라 복수열로 구비된다.

또한, 복수개의 상기 광원투과홀(211)은 복수의 열 형태로 구비되는데, 이때 각열의 광원투과홀9211)의 관통 영역의 크기는 서로 동일하게 구비된다. 예를 들어 상기 광원투과홀(211)이 20mm의 직경을 갖는 원으로 구비되었다고 가정할 경우, 상기 플레이트(210')의 길이 방향으로 나열된 각열에 동일한 개수로 구비되는 것이다. 이는 상기 광원투과홀(211)이 타원, 사각, 다각 및 장공의 형상을 갖는다 할지 라도, 그 개수 또는 관통된 영역이 동일하게 구비되는 것이다.

한편, 본체(300)는 상기 보조챔버(200)의 하측에 위치되고, 일부분이 상기 보조챔버(200)의 하측과 연통된다. 상기 본체(300)는 그 내부에 한 쌍의 제1반사미러(310a,310b)가 설치되는데, 상기 제1반사미러(310a,310b)는 상기 보조챔버(200)와 연통된 영역 내에 설치된다. 즉, 전술되어진 챔버(100) 내부에 구비된 집광미러(121a,121b)의 횡 방향 영역만큼 구비되는 것이다. 그러나, 상기 제1반사미러(310a,310b)의 영역은 상기 집광미러(121a,121b)의 영역보다 더 큰 영역을 갖도록 구비될 수도 있다.

한 쌍의 상기 제1반사미러(310a,310b)는 상단이 서로 인접되고, 하단이 외측 하부방향으로 경사된 상태로 구비된다. 즉, 한 쌍의 상기 제1반사미러(310a,310b) 중 좌측에 위치된 제1반사미러(310a,310b)는 수평상태에서 시계반대 방향으로 -45°의 기울기를 갖는다. 그리고, 상기 제1반사미러(310a,310b) 중 우측에 위치된 제1반사미러(310a,310b)는 수평상태에서 시계방향으로 45°의 기울기를 갖는다. 따라서, 상기 집광미러(121a,121b)에서 수직 방향으로 전달되는 빛을 양측 수평방향으로 반사시키게 되는 것이다.

또한, 상기 본체(300)에는 한 쌍의 제2반사미러(320a,320b)가 설치되는데, 상기 제2반사미러(320a,320b)는 각각 상기 제1반사미러(310a,310b)의 양측에 위치된다. 이 제2반사미러(320a,320b)는 상기 제1반사미러(310a,310b)로부터 전달받는 평행광을 하측 방향으로 재차 반사시키는 것으로, 상기 제2반사미러(320a,320b) 중 좌측에 설치된 제2반사미러(320a,320b)는 좌측에 설치된 제1반사미러(310a,310b)와 평행한 상태로 구비되고, 상기 제2반사미러(320a,320b) 중 우측에 설치된 제2반사미러(320a,320b)는 우측에 설치된 제1반사미러(310a,310b)와 평행한 상태로 구비되는 것이다.

뿐만 아니라, 상기 제1반사미러(310a,310b) 또는 제2반사미러(320a,320b) 중 어느 하나의 표면은 코팅 처리된다. 즉, 가시광 영역의 파장대는 투과시키고, 자외선 영역의 파장대 만을 반사시키게 되는 것이다.

한편, 상기 본체(300)에는 렌즈(330a,330b)가 설치되는데, 상기 렌즈(330a,330b)는 상기 제2반사미러(320a,320b)의 하측에 각각 구비된다. 상기 렌즈(330a,330b)는 상기 제2반사미러(320a,320b)로부터 반사된 빛을 응집하여 기판의 엣지 부분에 전달하는 것이다. 따라서, 상기 렌즈(330a,330b)는 기판의 엣지 부분에 대응하는 위치에 배치된다.

이상에서 설명된 반사판(120), 광량조절부(210), 제1반사미러(310a,310b), 제2반사미러(320a,320b), 렌즈(330a,330b)는 램프(110)의 길이 방향으로 동일한 길이를 갖도록 설치되는 것이다.

한편, 상기 기판은 일측 방향으로 이송되는 스테이지에 의해 지지되며 높낮이 변경이 가능하여 노광장치와의 간격이 조절된다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 노광장치의 사용상태를 첨부된 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 전원부에서 램프(110)에 전원이 인가되고, 상기 램프(110)에서 빛이 발생된다. 이 빛은 상기 램프(110)의 측면에서 봤을 때 방사방향으로 분산되는데, 상기 램프(110)의 외측에 설치된 집광미러(121a,121b)에서 상기 빛을 집광시키게 된다. 이때, 상기 램프(110)로부터 복사된 열은 상기 집광미러(121a,121b)의 이면에 구비된 방열판(122a,122b)에서 외부로 방출하게 된다. 그리고, 상기 챔버(100)의 상부에 설치된 배기덕트(130)를 통해 노광장치의 외부로 완전하게 방출되는 것이다.

상기 램프(110)에서 발생된 빛이 상기 집광미러(121a,121b)를 통해 집광된 상태로 하측 방향으로 전달되면, 제1반사미러(310a,310b)에서 자외선의 파장대는 반사시키고, 가시광의 파장대는 투과시키게 된다. 이후, 상기 제1반사미러(310a,310b)를 통해 빛이 양측 방향으로 각각 90°반사되어 제2반사미러(320a,320b)로 전달된다.

여기서, 상기 집광미러(121a,121b)에서 상기 제1반사미러(310a,310b)로 전달되는 빛의 경로는 보조챔버(200)의 내부를 통과하면서 구현되는데, 상기 보조챔버(200)에 설치되는 광량조절부(210)를 통해 상기 빛의 광량을 조절하게 된다. 즉, 상기 반사판(120)에서 상기 제1반사미러(310a,310b)로 전달되는 평행광의 양은 상기 광량조절부(210)에 구비된 광원투과홀(211)을 통해 설정되는 것이다.

상기 광량조절부(210)에 형성된 상기 광원투과홀(211)을 모두 합한 영역이 전체면적의 50%인 경우, 상기 광량조절부(210)는 집광미러(121a,121b)에서 제1반사미러(310a,310b)로 전달되는 빛의 양을 50%로 조절한다.

상기 광원투과홀(211)의 %가 낮아질수록 상기 제1반사미러(310a,310b)로 전 달되는 빛의 양이 낮아지게 된다. 한편, 작업자가 다양한 크기의 광량조절부(210)를 상기 보조챔버(200) 내부에 선택적으로 교체시키게 되는 것이다.

그리고, 상기 광량조절부(210)를 통과한 빛은 상기 제1반사미러(310a,310b)를 통해 양측 방향으로 반사되어 상기 제2반사미러(320a,320b)로 전달되는 것이다.

한편, 상기 제2반사미러(320a,320b)로 전달된 빛은 하측 방향으로 재차 반사되어 상기 제2반사미러(320a,320b)의 하측에 설치된 렌즈(330a,330b)로 전달된다. 상기 렌즈(330a,330b)는 상기 제2반사미러(320a,320b)로 전달된 빛을 응집시킨 상태로 하측 방향으로 전달한다.

또한, 상기 렌즈(330a,330b)를 통과하는 응집된 빛은 기판의 엣지로 전달되어 감광액을 제거하게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 이루어진 본 발명의 노광장치는, 빛이 조사되는 램프를 하나의 선형램프로 구현시키고, 이 램프를 통해 기판의 엣지로 전달되는 광량의 조도를 광량조절부에서 낮춘 상태로 기판의 엣지로 전달시킬 수 효과가 있다.

즉, 종래의 고가인 ND필터를 사용하지 않고 다수개의 광원투과홀이 형성된 저가의 광량조절부를 이용하여 광량을 조절할 수 있는 것이다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

Claims (9)

1. 램프로부터 발생된 빛을 집광하여 하부로 반사시키는 반사판이 구비된 챔버;

   상기 반사판의 하측에 교체가능하게 설치되고, 상기 반사판으로부터 전달되는 빛의 광량을 조절하는 광량조절부;

   상기 광량조절부를 통과한 빛을 양측 방향으로 각각 반사시키는 한 쌍의 제1ㆍ제2반사미러; 및

   상기 제2반사미러를 통해 분산된 상태로 전달된 빛을 응집시켜 기판의 엣지에 전달하는 한 쌍의 렌즈;를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 노광장치는,

   상기 챔버의 하측에 연결되고, 상기 제1반사미러로 전달되는 평행광의 경로를 확보해주는 보조챔버;를 더 포함하되,

   상기 보조챔버 내에 상기 광량조절부가 설치되는 것을 특징으로 하는 상기 노광장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 보조챔버는,

   상기 광량조절부가 슬라이딩 안내되어 삽입, 또는 인출될 수 있도록 가이드 홈과 가이드돌기가 구비된 슬라이딩부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 노광장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 광량조절부는,

   상기 가이드홈 내에서 인ㆍ출입되는 평판 형상의 플레이트; 및

   상기 반사판으로부터 상기 제1반사미러로 전달되는 광량이 통과될 수 있도록 상기 플레이트에 일정한 간격마다 복수개의 광원투과홀;이 형성된 것을 특징으로 하는 상기 노광장치.
5. 제 4항에 있어서,

   복수개의 상기 광원투과홀은,

   상기 반사판의 길이 방향으로 복수열로 구비된 것을 특징으로 하는 상기 노광장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 광원투과홀은,

   길이 방향으로 배치된 각열마다 그 관통 영역이 각각 동일한 것을 특징으로 하는 상기 노광장치.
7. 제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 광원투과홀은,

   원, 타원, 사각, 다각, 장공 중 어느 하나 이상의 형태로 관통된 것을 특징으로 하는 상기 노광장치.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 반사판은,

   상기 램프의 외측에 설치되어 전체적으로 호의 형상을 갖고, 일정한 간격마다 절곡되어 분산된 빛을 집광시켜 상기 제1반사미러로 전달시키는 집광미러;

   상기 집광미러의 외측면에 결합되고, 상기 램프로부터 복사되는 열을 외부로 방출시키는 방열판;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 노광장치.
9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 제1반사미러는,

   가시광 영역의 파장대는 투과시키고, 자외선 영역의 파장대만을 반사시킬 수 있도록 표면이 코팅 처리된 것을 특징으로 하는 상기 노광장치.

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