KR101574586B1 - 노광 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노광 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선폭을 줄일 수 있고, 광원의 출력을 감소시킬 수 있는 노광 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 노광 장치는, 기판을 패턴에 따라 노광하기 위하여 기판의 하면에 접촉되어 마련되는 포토마스크; 포토마스크의 하측에 형성되며, 포토마스크가 하방으로 노출되도록 지지하는 스테이지; 및 기판의 패턴 선폭을 감소시키기 위하여, 포토마스크의 하방에서의 이격도를 증가시키고 포토마스크를 향한 저출력의 광을 방출하도록 마련되되, 기판의 전면(全面)에 대한 광 출력저하를 보상하기 위해, 복수개가 병렬로 배치되는 광원을 포함한다.

Description

노광 장치{Exposure apparatus}

본 발명은 노광 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선폭을 줄일 수 있고, 광원의 출력을 감소시킬 수 있는 노광 장치에 관한 것이다.

인쇄회로기판에 회로패턴을 형성하는 일반적인 과정은 다음과 같다. 먼저, 인쇄회로기판의 재료가 되는 폴리이미드(Polyimide) 필름에 동박(Copper foil)을 도포하고, 동박 위에 감광재(Photoresist)를 도포한다.

다음, 노광공정과, 식각공정을 통하여 상기 필림 상에 소정의 회로패턴을 형성한다. 여기서, 상기 노광공정은 소정의 회로패턴이 형성된 마스크를 통해서 자외선을 상기 필름의 감광재에 방사하는 노광공정이다. 그리고 상기 식각공정은 자외선에 노출된 영역을 제거하는 현상공정 및 상기 필름 전체에 도포 되어 있는 구리를 화학적 식각용액을 사용해서 소정의 회로패턴에 해당하지 않는 영역을 제거하는 공정이다.

한편 종래의 노광 장치는 기판과, 기판 상에 마련되는 포토마스크와, 포토마스크의 상측에 형성되는 단일의 광원으로 이루어져 구성되었다. 이 경우, 노광으로 인한 패턴형성 효율을 향상시키기 위해 광원의 광출력을 강하게 함에 따라 여러 가지 문제점이 발생하였다. 구체적으로, 광출력이 높아 패턴의 선폭을 줄이기 어려운 문제점이 있었다. 또한, 오존 발생량이 높아 오존 제거를 위한 별도의 장치가 필요하며, 열이 많이 발생됨에 따라 냉각을 위한 별도의 장치가 필요하여 노광 장치의 구조가 복잡해지고, 체적이 증가하는 문제점이 있었다.

또한, 광출력이 높은 광원의 사용에 따라 에너지 소모가 큰 문제점이 있으며, 이를 개선하기 위하여 광원을 점멸 가능하도록 구성하고 있으나, 점멸시 에너지 소모량 증가와, 반복된 점멸에 따른 광원 수명 단축과, 공정간 점멸 시간이 길게 소요되는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1015751호(2011년02월10일)

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 노광시 패턴의 선폭을 용이하게 줄일 수 있는 노광 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 광원의 출력을 줄임으로써 좁은 선폭뿐만 아니라, 오존 발생을 방지하고, 열 발생을 방지할 수 있는 노광 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 광원의 출력을 줄이되, 저출력 광원의 보상을 도모할 수 있는 한편, 기판의 전면에 대해 정밀한 패턴을 형성할 수 있는 노광 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 광원의 에너지 소비를 감소하고, 사용 수명을 증가시키며, 노광공정 속도를 향상시킬 수 있는 노광 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 노광 장치는, 기판을 패턴에 따라 노광하기 위하여 기판의 하면에 접촉되어 마련되는 포토마스크; 포토마스크의 하측에 형성되며, 포토마스크가 하방으로 노출되도록 지지하는 스테이지; 및 기판의 패턴 선폭을 감소시키기 위하여, 포토마스크의 하방에서의 이격도를 증가시키고 포토마스크를 향한 저출력의 광을 방출하도록 마련되되, 기판의 전면(全面)에 대한 광 출력저하를 보상하기 위해, 복수개가 병렬로 배치되는 광원을 포함한다.

또한, 본 발명의 광원은 자외선 광만을 방출하는 저압 자외선 수은 형광 램프이며, 광원과 포토마스크의 이격도는 8cm 내지 15cm인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 광원은 노광시 항상 켜진 상태를 유지하며, 포토마스크와 광원 사이에 광을 노출시키거나 차단하기 위한 광원 셔터가 더 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 광원 셔터는, 광원 상에서 상하좌우 방향으로 마련되는 무한궤도와, 투명창 및 불투명창이 연속하여 형성되는 셔터밴드가 무한궤도를 따라 회전하도록 마련되는 무한궤도 타입, 광원 상에서 좌우 일측에 마련되는 회전축과, 불투명 판재로 형성되는 셔터패널이 회전축에 연결되어 상방 또는 측방으로 회동하도록 마련되는 싱글 회전 셔터 타입 및 광원 상에서 좌우 양측에 마련되는 한 쌍의 회전축과, 불투명 판재로 형성되는 한 쌍의 셔터패널이 회전축 각각에 연결되어 상방 또는 측방으로 동시에 회동하도록 마련되는 듀얼 회전 셔터 타입 중 어느 하나의 셔터 타입으로 형성되는 되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 노광 장치는, 노광시 기판과 포토마스크 사이를 밀착 고정하기 위하여 기판 상에 형성되는 진공패드; 및 진공패드의 끝단에 연결되고 포토마스크 및 스테이지 중 적어도 일방의 테두리를 따라 마련되며, 노광시 기판 상에서 진공패드를 진공 압착하도록 공기를 배출하기 위한 진공홀이 형성되는 진공씰을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명의 노광 장치는 노광시 패턴의 선폭을 용이하게 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 노광 장치는 광원의 출력을 줄임으로써 좁은 선폭뿐만 아니라, 오존 발생을 방지하고, 열 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 노광 장치는 광원의 출력을 줄이되, 저출력 광원의 보상을 도모할 수 있는 한편, 기판의 전면에 대해 정밀한 패턴을 형성할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 노광 장치는 광원의 에너지 소비를 감소하고, 사용 수명을 증가시키며, 노광공정 속도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 노광 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 노광 장치의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 노광 장치의 노광시 진공 압착 동작 특성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 노광 장치의 광원 셔터를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 노광 장치의 다른 형태의 광원 셔터를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 노광 장치의 또 다른 형태의 광원 셔터를 나타낸 도면이다.

이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 노광 장치를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 노광 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 노광 장치의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 노광 장치의 노광시 진공 압착 동작 특성을 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 노광 장치는, 포토마스크(110), 스테이이지(120), 광원(130), 광원 셔터(140), 진공패드(150) 및 진공씰(160)을 포함한다.

포토마스크(110)는 기판(10)을 패턴에 따라 노광하기 위하여 기판(10)의 하면에 접촉되어 마련된다. 즉, 포토마스크(110)는 종래와 달리, 기판(10)의 하측에 위치하여 기판(10)에 직접 접촉되는 한편, 기판(10)을 지지하는 기능을 가지고 있다.

스테이지(120)는 포토마스크(110)의 하측에 형성되며, 포토마스크(110)가 하방으로 노출되도록 지지한다. 즉, 스테이즈(120)는 포토마스크(110)의 지지대의 기능을 행하며, 중앙부가 개방된 틀의 형상으로 형성된다.

광원(130)은 기판(10)의 패턴 선폭을 감소시키기 위하여, 포토마스크(120)의 하방에서의 이격도를 증가시키고 포토마스크(120)를 향한 저출력의 광을 방출하도록 마련되되, 기판(10)의 전면(全面)에 대한 광 출력저하를 보상하기 위해, 복수개가 병렬로 배치된다. 구체적으로, 광원(130)은 자외선 광만을 방출하는 저압 자외선 수은 형광 램프로 구성 가능하다. 저압 자외선 수은 형광 램프는, 종래의 아크 램프 또는 메탈 할라이드 램프에 비해 가시광선은 흡수하고 352nm 부근의 자외선만을 효율적으로 투과한다.

또한, 광원(130)과 포토마스크(110)의 이격도는 8cm 내지 15cm인 것이 바람직하다. 즉, 이격도가 8cm 미만으로 줄어드는 경우에는, 선폭이 증가하는 문제점이 있고, 이격도가 15cm를 초과하는 경우에는, 광원의 광 에너지가 포토마스크(110)까지 충분히 전달되지 못하는 문제점이 있으므로, 이격도를 8cm 내지 15cm로 설정함으로써, 충분한 광 에너지 전달과 좁은 선폭의 구현을 가능하게 한다. 이때, 광의 출력은 1mW/cm² 내지 5mW/cm²로 저출력으로 설정하도록 하며, 광원(130)은 포토마스크(120)의 일단에서 타단까지 복수개로 배치하도록 한다.

한편, 본 발명의 일실시예에서는 광원(130)이 저출력 광원이기 때문에, 노광 공정 간에 온/오프하는 것보다는 항상 켜진 상태를 유지하는 것이 에너지절약 측면, 노광시간단축 측면, 광원수면연장 측면에서 유리하다. 이를 위해 본 발명의 일실시예서는 노광시 항상 켜진 상태를 유지하는 광원(130)에 대하여, 기판(10) 교체 간에 광원(130)을 오프하고, 노광 동작중에는 광원(130)을 온하는 효과를 주기 위하여, 포토마스크(110)와 광원(130) 사이에 광을 노출시키거나 차단하기 위한 광원 셔터(140)가 더 마련되는 것이 가능하다. 즉, 광원 셔터(140)를 더 구비함으로써, 포토마스크(110)에 대한 광원(130)의 점멸 효과를 발생시킬 수 있다. 광원 셔터(140)의 구체적인 구성 및 동작 특성에 대해서는 이후의 도 4 내지 도 6을 참조하여, 보다 상세하게 후술하기로 한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 노광 장치는, 노광시 기판(10)과 포토마스크(110) 사이를 밀착 고정하기 위하여 기판(10) 상에 형성되는 진공패드(150)와, 진공패드(150)의 끝단에 연결되고 포토마스크(110) 및 스테이지(120) 중 적어도 일방의 테두리를 따라 마련되며, 노광시 기판 상에서 진공패드(150)를 진공 압착하도록 공기를 배출하기 위한 진공홀(161)이 형성되는 진공씰(160)을 더 포함하는 것이 가능하다. 즉, 저출력 광원의 사용에 더하여, 기판(10)에 포토마스크(110)를 진공 압착하여 밀착시킴으로써, 좁은 선폭을 보다 효과적으로 구현할 수 있다.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 광원 셔터의 구조 및 동작특성을 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 노광 장치의 광원 셔터를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 노광 장치의 다른 형태의 광원 셔터를 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 노광 장치의 또 다른 형태의 광원 셔터를 나타낸 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 광원 셔터(140A)는, 광원(130) 상에서 상하좌우 방향으로 마련되는 무한궤도(141)와, 투명창(142a) 및 불투명창(142b)이 연속하여 형성되는 셔터밴드(142)가 무한궤도(141)를 따라 회전하도록 마련되는 무한궤도 타입으로 형성하는 것이 가능하다. 즉, 셔터밴드(142)의 회전만으로 광원(130)의 점멸 효과를 발생시킬 수 있다. 예컨대, 도 4의 (a)와 같이, 불투명창(142b)이 무한궤도(141)의 상하 방향에 배치되는 경우에는 광원(130)의 광이 셔터밴드(142)의 불투명창(142b)에 의해 차단되어 오프된 효과를 줄 수 있다. 또한, 도 4의 (b)와 같이, 투명창(142a)이 무한궤도(141)의 상하 방향에 배치되는 경우에는 광원(130)의 광이 셔터밴드(142)의 투명창(142a)을 통해 투과되어 온된 효과를 줄 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 광원 셔터(140B)는, 광원(130) 상에서 좌우 일측에 마련되는 회전축(143)과, 불투명 판재로 형성되는 셔터패널(144)이 회전축(143)에 연결되어 상방 또는 측방으로 회동하도록 마련되는 싱글 회전 셔터 타입으로 형성하는 것이 가능하다. 즉, 셔터패널(144)의 회동만으로 광원(130)의 점멸 효과를 발생시킬 수 있다. 예컨대, 도 5의 (a)와 같이, 셔터패널(144)이 회전축(143)의 좌우 방향으로 수평하게 배치되는 경우에는 광원(130)의 광이 셔터패널(144)에 의해 차단되어 오프된 효과를 줄 수 있다. 또한, 도 5의 (b)와 같이, 셔터패널(144)이 회전축(143)을 기준으로 상방으로 90° 회동하여 상하 방향으로 배치되는 경우에는 셔터패널(144)에 의한 광 차단이 해제됨에 따라 광원(130)의 광이 상방으로 방출되어 온된 효과를 줄 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 광원 셔터(140C)는, 광원(130) 상에서 좌우 양측에 마련되는 한 쌍의 회전축(145)과, 불투명 판재로 형성되는 한 쌍의 셔터패널(146)이 회전축(145) 각각에 연결되어 상방 또는 측방으로 동시에 회동하도록 마련되는 듀얼 회전 셔터 타입으로 형성하는 것이 가능하다. 즉, 한 쌍의 셔터패널(146)의 회동만으로 광원(130)의 점멸 효과를 발생시킬 수 있다. 예컨대, 도 6의 (a)와 같이, 셔터패널(146)이 회전축(145)의 좌우 방향으로 수평하게 배치되는 경우에는 광원(130)의 광이 셔터패널(146)에 의해 차단되어 오프된 효과를 줄 수 있다. 또한, 도 6의 (b)와 같이, 한 쌍의 셔터패널(146)이 회전축(145)을 기준으로 상방으로 90° 회동하여 상하 방향으로 배치되는 경우에는 셔터패널(146)에 의한 광 차단이 해제됨에 따라 광원(130)의 광이 상방으로 방출되어 온된 효과를 줄 수 있다.

이와 같은 구성에 의해 본 발명의 일실시예에 따른 노광 장치는 노광시 패턴의 선폭을 용이하게 줄일 수 있다. 즉, 진공패드 및 진공씰에 의한 기판과 포토마스크의 밀착 구성과, 저출력 광원을 일정거리로 이격시켜 설치하되 복수개를 병렬로 마련하는 구성에 의해, 예컨대 2마이크론 정도의 좁은 선폭의 패턴을 구현할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에서는 노광 장치는 광원의 출력을 줄임으로써 좁은 선폭뿐만 아니라, 오존 발생을 방지하고, 열 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다. 이에 따라, 오존제거 장치 및 냉각수 순환 장치 등이 불필요하고 간단하게 노광 장치를 구성할 수 있다. 아울러, 광원은 파장의 범위도 줄어든다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 노광 장치는 광원의 출력을 줄이되, 광원을 복수개로 병렬로 배치함으로써 저출력 광원의 보상을 도모할 수 있는 한편, 기판의 전면에 대해 정밀한 패턴을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 노광 장치는 저출력 광원은 항상 켜진 상태를 유지하되 별도의 광원 셔터를 더 구비함으로써, 광원의 에너지 소비를 감소하고, 사용 수명을 증가시키며, 노광공정 속도를 향상시킬 수 있다.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 기판
110 : 포토마스크
120 : 스테이지
130 : 광원
140, 140A, 140B, 140C : 광원 셔터
141 : 무한궤도
142 : 셔터밴드
142a : 셔터밴드의 투명창
142b : 셔터밴드의 불투명창
143, 145 : 회전축
144, 146 : 셔터패널
150 : 진공패드
160 : 진공씰

Claims (5)

1. 기판을 패턴에 따라 노광하기 위하여 상기 기판의 하면에 접촉되어 마련되는 포토마스크;
   상기 포토마스크의 하측에 형성되며, 상기 포토마스크가 하방으로 노출되도록 지지하는 스테이지; 및
   상기 기판의 패턴 선폭을 감소시키기 위하여, 상기 포토마스크의 하방에서의 이격도를 증가시키고 상기 포토마스크를 향한 저출력의 광을 방출하도록 마련되되, 상기 기판의 전면(全面)에 대한 광 출력저하를 보상하기 위해, 복수개가 병렬로 배치되는 광원;을 포함하고,
   상기 광원은 노광시 항상 켜진 상태를 유지하며, 상기 포토마스크와 상기 광원 사이에 광을 노출시키거나 차단하기 위한 광원 셔터가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 광원은 자외선 광만을 방출하는 저압 자외선 수은 형광 램프이며, 상기 광원과 상기 포토마스크의 이격도는 8cm 내지 15cm인 것을 특징으로 하는 노광 장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 광원 셔터는,
   상기 광원 상에서 상하좌우 방향으로 마련되는 무한궤도와, 투명창 및 불투명창이 연속하여 형성되는 셔터밴드가 상기 무한궤도를 따라 회전하도록 마련되는 무한궤도 타입,
   상기 광원 상에서 좌우 일측에 마련되는 회전축과, 불투명 판재로 형성되는 셔터패널이 상기 회전축에 연결되어 상방 또는 측방으로 회동하도록 마련되는 싱글 회전 셔터 타입 및
   상기 광원 상에서 좌우 양측에 마련되는 한 쌍의 회전축과, 불투명 판재로 형성되는 한 쌍의 셔터패널이 상기 회전축 각각에 연결되어 상방 또는 측방으로 동시에 회동하도록 마련되는 듀얼 회전 셔터 타입 중 어느 하나의 셔터 타입으로 형성되는 되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
5. 제1항에 있어서,
   노광시 상기 기판과 상기 포토마스크 사이를 밀착 고정하기 위하여 상기 기판 상에 형성되는 진공패드; 및
   상기 진공패드의 끝단에 연결되고 상기 포토마스크 및 상기 스테이지 중 적어도 일방의 테두리를 따라 마련되며, 노광시 상기 기판 상에서 상기 진공패드를 진공 압착하도록 공기를 배출하기 위한 진공홀이 형성되는 진공씰;
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.

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