KR101619968B1 - 웨이퍼 에지 노광 장치 - Google Patents

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KR101619968B1
KR101619968B1 KR1020140150459A KR20140150459A KR101619968B1 KR 101619968 B1 KR101619968 B1 KR 101619968B1 KR 1020140150459 A KR1020140150459 A KR 1020140150459A KR 20140150459 A KR20140150459 A KR 20140150459A KR 101619968 B1 KR101619968 B1 KR 101619968B1
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오은송
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한국해양과학기술원
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Abstract

웨이퍼 에지 노광 장치가 개시된다. 본 발명의 웨이퍼 에지 노광 장치는, 다수의 광원이 형성되는 광원유닛 및 광원의 빛을 집광시키는 굴절유닛을 포함하고, 굴절유닛은, 광원의 빛이 통과되는 통로를 형성하는 경통; 및 경통의 통로 상에 구비되고, 광원의 빛을 순차적으로 굴절시키는 제1 렌즈, 제2 렌즈 및 제3 렌즈를 포함하며, 제1 렌즈 및 제2 렌즈는 볼록렌즈로 이루어지고, 제3 렌즈는 오목렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 다수의 광원의 빛이 웨이퍼 에지에 균일한 광량 및 입사각으로 조사되어, 균일도가 일정한 노광면을 형성하며, 노광공정의 생산성이 향상되도록 이루어지는 웨이퍼 에지 노광 장치를 제공할 수 있게 된다.

Description

웨이퍼 에지 노광 장치{WAFER EDGE EXPOSURE APPARATUS}
본 발명은 웨이퍼 에지 노광 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 웨이퍼 에지에 빛을 집중적으로 조사하여 웨이퍼 에지에 코팅된 포토레지스트 막을 제거하는 웨이퍼 에지 노광 장치에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조 공정은 크게 도전체, 유전체, 또는 반도체의 박막을 형성하는 공정, 박막 위에 포토레지스트(PR, Photo Resist)의 패턴을 형성하는 사진(Photo-lithography)공정, 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 박막을 식각하여 회로 패턴을 형성하는 식각 공정을 포함하며 이들 공정을 반복적으로 진행하여 웨이퍼 위에 회로 구조를 적층함으로써 디바이스를 완성시킨다.
포토레지스트의 패턴을 형성하기 위한 사진공정은 코팅공정, 노광공정(Exposure)과 현상공정(Develop)으로 이루어진다. 코팅공정에서는 웨이퍼 위에 포토레지스트 막을 코팅하고 노광공정에서는 레티클(Reticle)을 이용하여 포토레지스트 막에 회로 패턴을 노광하며 현상 공정에서는 노광된 포토레지스트 막에 회로 패턴을 노광하며 현상 공정에서는 노광된 포토레지스트 막을 현상하여 회로 패턴을 정의하는 포토레지스트 패턴을 형성한다.
한편 코팅공정에서는 스핀코팅 방식에 의해 포토레지스트가 웨이퍼의 전면에 덮이는데, 현존하는 스핀 코터(Spin Coater)설비에서 포토레지스트 코팅을 거치면 포토레지스트가 웨이퍼 위에 Die(반도체 Chip Cell)가 형성될 면에만 코팅되는 것이 아니고 주변부(Edge)까지 코팅된다.
웨이퍼의 에지에 도포된 포토레지스트는, 식각공정 등의 장비에 웨이퍼를 척킹(Chucking)하는 과정에서 웨이퍼와 웨이퍼를 고정하는 정전 척 사이에 단차에 의한 미세 공극을 유발시켜 정전 척에서 웨이퍼의 후면으로 유동되는 냉매가 유출되어 식각공정의 불량을 발생시키고 웨이퍼의 에지 부분의 포토레지스트가 클램프에 묻게 되므로 장비의 오염원으로 작용한다.
또한, 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 박막의 식각공정이 완료된 후 포토레지스트 패턴을 에싱(Ashing)공정으로 제거시키는데 웨이퍼 에지 부분에 남아 있는 포토레지스트는 에싱공정으로 완전하게 제거되지 않을 수 있다. 이렇게 남게 되는 포토레지스트는 웨이퍼 상에 박막을 증착하는 공정에서 웨이퍼 에지 부분에서의 이물질로 인하여 박막이 일어나는(Lifting) 현상이 발생하기도 한다.
따라서, 웨이퍼 에지부분의 포토레지스트가 장비의 오염원으로 작용하는 것과 이후 박막 증착시 리프팅이 발생하는 것을 제거하기 위하여 웨이퍼 에지 부분의 포토레지스트를 제거하는 공정이 필요하다.
이때 코팅공정에서 포토레지스트 코팅 후 시너(Thinner)를 이용한 스핀 방식의 사이드 린스(Side Rinse)에 의해 웨이퍼 에지의 포토레지스트를 제거하기도 하지만 에지 부분의 포토레지스트가 완전히 제거되지 않는다. 따라서 일반적으로 패턴 노광을 하는 것과 별개로 웨이퍼 에지 부분을 자외선을 이용하여 노광하는 이후 현상공정에서 현상하는 방법에 의해 에지의 포토레지스트를 제거하는 에지 노광공정이 필요하다.
이와 관련하여 대한민국 등록특허공보 제996999호에는 램프에서 발생한 빛을 광케이블을 통하여 웨이퍼 에지에 조사함으로써 웨이퍼의 에지를 노광하는 웨이퍼 에지 노광 장비가 개시되어 있다.
그러나, 등록특허공보 제996999호를 포함하는 종래의 웨이퍼 에지 노광 장비는 할로겐 램프나 수은 램프의 광원을 광케이블과 일반렌즈를 통해 조사함에 따라, 빛의 투과율이 50~60% 정도로 낮아 노광시간이 길어지며 노광면의 균일도가 떨어지는 문제가 있었다.
아울러, 종래의 웨이퍼 에지 노광 장비에 사용되는 렌즈는 광케이블을 통과한 빛의 직진성을 향상시키기 위해 비구면으로 설계됨에 따라, 렌즈의 제작단가가 높으며 또한 광케이블의 단가가 높아 에지 노광공정의 생산비가 상승하는 단점이 있었다.
(0001) 대한민국 등록특허공보 제996999호 (등록일:2010.11.22)
본 발명의 목적은, 다수의 광원의 빛이 웨이퍼 에지에 균일한 광량 및 입사각으로 조사되어, 균일도가 일정한 노광면을 형성하며, 노광공정의 생산성이 향상되도록 이루어지는 웨이퍼 에지 노광 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 다수의 광원이 형성되는 광원유닛 및 상기 광원의 빛을 집광시키는 굴절유닛을 포함하고, 상기 굴절유닛은, 상기 광원의 빛이 통과되는 통로를 형성하는 경통; 및 상기 경통의 통로 상에 구비되고, 상기 광원의 빛을 순차적으로 굴절시키는 제1 렌즈, 제2 렌즈 및 제3 렌즈를 포함하며, 상기 제1 렌즈 및 제2 렌즈는 볼록렌즈로 이루어지고, 상기 제3 렌즈는 오목렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 노광 장치에 의하여 달성된다.
상기 제2 렌즈를 통과하며 굴절된 상기 광원의 빛이 반사된 후 상기 제3 렌즈로 입사되도록, 상기 경통의 내주면에는 상기 제2 렌즈와 제3 렌즈 사이에 거울면이 형성되도록 이루어질 수 있다.
상기 제1 렌즈, 제2 렌즈 및 제3 렌즈의 광축들은 동일선상에 형성되고, 상기 거울면은 상기 광축을 대칭축으로 일정한 반경으로 이루어질 수 있다.
상기 제2 렌즈를 통과하며 상기 거울면 이외의 방향으로 굴절된 상기 광원의 빛이 상기 제3 렌즈로 입사되는 것이 방지되도록, 상기 경통의 내주면에는 상기 제2 렌즈와 상기 거울면 사이에 상기 광원의 빛을 흡수하는 흡수면이 형성될 수 있다.
상기 제3 렌즈는 상기 제2 렌즈보다 작은 직경으로 형성되고, 상기 흡수면은 상기 거울면에 가까울수록 반경이 감소하게 이루어질 수 있다.
상기 광원유닛은, 제1면에 상기 다수의 광원이 설치되고, 상기 제1면과 반대쪽에 방열부가 형성되는 광원블록; 및 상기 경통의 단부가 상기 제1면의 가장자리에 밀착되도록, 상기 광원블록 및 상기 경통이 결합되는 가이드를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 가이드에는, 상기 광원블록의 결합시 상기 방열부가 삽입되는 방열홀이 형성될 수 있다.
상기 방열부는 상기 방열홀을 통과하여 공기 중으로 노출되고, 상기 가이드에는, 상기 방열홀의 가장자리를 따라 상기 제1면과 반대쪽으로 상기 방열부보다 돌출되는 돌출부가 형성될 수 있다.
상기 제1 렌즈, 제2 렌즈 및 제3 렌즈는 구면렌즈(spheric lens)로 이루어질 수 있다.
상기 제1 렌즈는, 직경 38mm, 곡률반경 전면 28.721mm 및 후면 27.083mm으로 이루어지고, 상기 제2 렌즈는, 직경 31mm, 곡률반경 전면 29.909mm 및 후면 50.299mm으로 이루어지며, 상기 제3 렌즈는, 직경 12mm, 곡률반경 전면 8.964mm 및 후면 23.385mm으로 이루어지고, 상기 제1 렌즈와 제2 렌즈는 광축을 기준으로 서로 22.69mm 이격되고, 상기 제2 렌즈와 제3 렌즈는 광축을 기준으로 서로 43.086mm 이격되게 형성될 수 있다.
상기 제1 렌즈, 제2 렌즈 및 제3 렌즈는 플루오르화마그네슘(MgF2)이 박막증착(薄膜蒸着)되어 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 제1 렌즈 및 제2 렌즈는 볼록렌즈로 이루어지고 제3 렌즈는 오목렌즈로 이루어지며, 제2 렌즈를 통과하며 굴절된 다수의 광원의 빛이 거울면에 반사된 후 제3 렌즈로 입사됨으로써, 다수의 광원의 빛이 웨이퍼 에지에 균일한 광량 및 입사각으로 조사되어, 균일도가 일정한 노광면을 형성하며, 노광공정의 생산성이 향상되도록 이루어지는 웨이퍼 에지 노광 장치를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 에지 노광 장치를 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 웨이퍼 에지 노광 장치의 전체 구성을 나타내는 도면.
도 3은 도 1의 웨이퍼 에지 노광 장치의 빛의 굴절경로를 나타내는 도면.
도 4는 도 1의 웨이퍼 에지 노광 장치의 빛의 굴절 경로의 시뮬레이션 데이터.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
본 발명의 웨이퍼 에지 노광 장치는, 다수의 광원의 빛이 웨이퍼 에지에 균일한 광량 및 입사각으로 조사되어, 균일도가 일정한 노광면을 형성하며, 노광공정의 생산성이 향상되도록 이루어진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 에지 노광 장치를 나타내는 도면, 도 2는 도 1의 웨이퍼 에지 노광 장치의 전체 구성을 나타내는 도면, 도 3은 도 1의 웨이퍼 에지 노광 장치의 빛의 굴절경로를 나타내는 도면, 도 4는 도 1의 웨이퍼 에지 노광 장치의 빛의 굴절 경로의 시뮬레이션 데이터.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 웨이퍼 에지 노광 장치(1)는, 웨이퍼 에지에 빛을 집중적으로 조사하여 웨이퍼 에지에 코팅된 포토레지스트 막을 제거하도록 이루어지며, 광원유닛(10) 및 굴절유닛(20)을 포함하여 이루어진다. 광원유닛(10)에는 광원(LS)이 형성되고, 굴절유닛(20)은 광원유닛(10)과 결합되어 광원(LS)의 빛을 웨이퍼 에지를 향해 집광한다.
광원유닛(10)은 광원블록(11) 및 가이드(12)를 포함하여 구성된다.
광원블록(11)은 다수의 LED 칩을 광원(LS)으로 하며, 바람직하게는 COB(Chip On Board) 방식으로 이루어진다. COB는 전자회로기판에 베어칩(Bare chip)을 wire bonding하여 연결하고 난 후 몰딩하는 방식을 말한다.
COB는 고 내습성이며 고온특성이 양호하고, 전력효율이 우수하며, 봉지재 사용으로 인해 습도/온도에 대한 신뢰성이 우수하다. 또한, 박형이 가능하며 경량으로 이루어지고, 투자비가 절감되며, Shadow 현상이 없으며, 세라믹기판 사용으로 방열특성이 우수하고, 면광원화가 용이한 이점이 있다.
물론 LED 모듈을 회로기판상에 부착하여 광원블록(11)을 제작할 수도 있으나, COB 방식은 LED 모듈 내의 핵심부품인 LED 칩을 직접 회로기판상에 본딩처리하기 때문에 많은 조립공정들이 생략되어 LED 모듈을 회로기판상에 부착하는 방식에 비해 많은 생산시간 및 생산비가 절감된다.
종래의 웨이퍼 에지 노광 장비는 광원이 할로겐 램프나 수은 램프로 이루어짐에 따라, 광원의 수명이 짧아 웨이퍼 에지 노광공정이 자주 중단되는 문제가 있었으며, 할로겐 램프나 수은 램프는 발열량이 많아 열을 신속히 배출해내려면 방열판이나 히트 싱크의 부피가 커지고 이에 따라 제작 및 조립이 어려워지는 문제가 있었다.
본 발명의 웨이퍼 에지 노광 장치(1)는 광원(LS)이 다수의 LED 칩으로 이루어짐에 따라, 광원(LS)의 수명이 연장되며, 또한 광원블록(11)이 다수의 LED 칩을 직접 회로기판상에 본딩처리되는 COB 방식으로 제작됨에 따라, 발열량이 적으면서도 방열특성이 우수하여 방열판(HR1)이나 히트 싱크(HR2)를 작게 제작할 수 있고, 제작 및 조립이 수월해지며, 노광 장비를 작게 형성할 수 있어 노광공정 설비에 용이하게 설치할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 광원(LS)은 광원블록(11)의 제1면(11a)에 설치되고, 제1면(11a)과 반대쪽에는 방열부(HR)가 형성된다. 방열부(HR)는 방열판(HR1) 및 히트 싱크(HR2)를 포함하여 구성된다. 광원블록(11)은 대략 사각형 플레이트 형태로 형성된다.
가이드(12)는 광원블록(11) 및 광원유닛(10)을 일체화하기 위한 구성으로서, 몸체(12A), 연장부(12B) 및 돌출부(12C)를 포함하여 구성된다. 아래에서는 도면에 도시된 상태를 기준으로 상하를 구분하여 설명하기로 한다.
몸체(12A)는 광원블록(11)에 대응되는 사각형 플레이트 형태로 이루어진다. 광원블록(11)의 윗면과 몸체(12A)의 밑면은 평탄면으로 형성되며, 광원블록(11)의 윗면(제1면(11a)과 반대면)은 몸체(12A)의 밑면과 밀착된 상태에서 조립된다.
광원블록(11)과 몸체(12A)는 볼트결합된다. 광원블록(11)의 4개의 모서리에는 볼트가 삽입되는 관통홀이 형성되고 몸체(12A)에는 내주면에 암나사산이 형성된 결합홀이 형성된다.
연장부(12B)는 굴절유닛(20)이 결합되는 구성으로서, 몸체(12A)의 가장자리에서 하방으로 연장되는 형태로 형성된다. 연장부(12B)는 그 하단면이 광원블록(11)의 제1면(11a)과 수평면을 이루도록 몸체(12A)의 4개의 모서리 부위에서 하방으로 연장된다. 이에 대한 자세한 설명은 굴절유닛(20)의 설명과 함께 후술하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 연장부(12B)에는 광원블록(11)의 4개의 모서리에 대응되는 4개의 홈이 형성된다. 광원블록(11)은 몸체(12A)와의 결합시 모서리가 4개의 홈에 끼워짐으로써 결합방향과 반대방향의 직선이동을 제외한 이동 및 회전이 구속된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 몸체(12A)의 가운데에는 광원블록(11)과 가이드(12)의 결합시 방열판(HR1)이 삽입되는 방열홀(12a)이 형성된다. 광원블록(11)이 가이드(12)에 조립되면, 방열판(HR1)은 방열홀(12a)에 삽입되고 히트 싱크(HR2)는 몸체(12A)의 상방에서 공기 중으로 노출되며, 이에 따라 광원블록(11)에서 방출되는 열은 방열판(HR1) 및 히트 싱크(HR2)를 통해 공기 중으로 신속하게 방열된다.
몸체(12A)의 가장자리에는 히트 싱크(HR2)가 노출되는 이상으로 상방으로 연장되는 돌출부(12C)가 형성된다. 웨이퍼 에지 노광 장치(1)는 돌출부(12C)를 통해 노광공정 설비(미도시)에 장착된다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 굴절유닛(20)은 광원(LS)의 빛을 평행광으로 집광하기 위한 구성으로서, 경통(21), 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2) 및 제3 렌즈(L3)를 포함하여 구성된다.
경통(21)은 내부에 광원(LS)의 빛이 통과되는 통로를 형성하고, 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2) 및 제3 렌즈(L3)는 경통(21)의 통로 상에 구비되어 광원(LS)의 빛을 순차적으로 굴절시킨다. 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2) 및 제3 렌즈(L3)는 경통(21)의 통로 상에서 광축(LA)이 일직선상에 형성된다.
경통(21)은 제1 경통(21A), 제2 경통(21B), 제3 경통(21C) 및 결합플레이트(21P)를 포함하여 이루어진다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 경통(21A), 제2 경통(21B) 및 제3 경통(21C)은 일렬로 조립되어 내부에 일방향의 통로를 형성한다. 제1 렌즈(L1) 및 제2 렌즈(L2)는 제1 경통(21A)의 통로 상에 조립되고, 제3 렌즈(L3)는 제2 경통(21B)의 통로 상에 조립된다. 경통(21)의 경로 상에는 단차부 및 오링(O)이 구비된다. 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2) 및 제3 렌즈(L3)는 단차부 및 오링(O)에 의해 유동이 방지된다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 결합플레이트(21P)는 제1 경통(21A)과 가이드(12)를 연결한다.
자세하게 도시되지는 않았으나, 결합플레이트(21P)의 가운데에는 제1 경통(21A)의 상단부가 나사결합되는 결합홀이 형성된다. 결합홀의 내주면에는 암나사산이 형성되고 제1 경통(21A)의 상단부 외주면에는 수나사산이 형성되어 제1 경통(21A)와 결합플레이트(21P)는 탈착 가능하게 나사결합된다.
결합플레이트(21P)의 가장자리에는 볼트가 삽입되는 관통홀이 형성되고 연장부(12B) 각각에는 내주면에 암나사산이 형성된 결합홀이 형성되어 결합플레이트(21P)와 연장부(12B)는 볼트에 의해 결합된다.
상술한 바와 같이, 연장부(12B)는 그 하단면이 광원블록(11)의 제1면(11a)과 수평면을 이루도록 몸체(12A)의 4개의 모서리 부위에서 하방으로 연장되며, 결합플레이트(21P)는 연장부(12B)에 결합된 상태에서 그 상면의 가장자리가 광원블록(11)의 제1면(11a)에 밀착된다. 이에 따라 광원블록(11)과 제1 경통(21A)의 상단부 사이를 통한 외부 광원의 유입이 방지된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 광원블록(11)에는 제1면(11a)에 다수의 LED 칩이 결합되며, 다수의 LED 칩으로부터 방출되는 빛은 각각 일정한 각도 범위로 빛을 조사한다. 다수의 광원(LS)의 빛은 경통(21)의 통로 상에서 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2) 및 제3 렌즈(L3)를 차례대로 통과하며 굴절된다. 도 3에는 용이한 이해를 돕기 위해 다수의 LED 칩으로부터 방출된 빛의 경로를 단순화하여, 중앙에 구비된 LED 칩과 양쪽 끝에 구비된 LED 칩의 빛의 진행 경로만을 도시하였다.
제1 렌즈(L1)는 볼록렌즈로 이루어져 다수의 광원(LS)의 빛을 제2 렌즈(L2)로 집광한다. 다수의 LED 칩으로부터 방출된 빛은 제1 렌즈(L1)를 통과하면서 제2 렌즈(L2)를 향해 굴절된다.
제2 렌즈(L2)는 볼록렌즈로 이루어져 제2 렌즈(L2)로 입사된 다수의 광원(LS)의 빛을 경통(21)의 내주면을 향해 굴절시킨다.
경통(21)의 내주면에는, 제2 렌즈(L2)와 제3 렌즈(L3) 사이에 제2 렌즈(L2)에서 굴절된 빛을 반사하는 거울면(RF)이 형성된다. 거울면(RF)은 광축(LA)을 대칭축으로 일정한 반경으로 형성된다.
즉, 거울면(RF)은 경통(21)의 내주면에 원주방향을 따라 광축(LA)과 평행하게 형성되며, 광원(LS)의 빛은 광축(LA)의 수직축을 기준으로 입사각과 동일한 반사각으로 반사된다.
바람직하게는, 경통(21)은 광축(LA)에 수직한 단면의 내주면이 원형으로 이루어지며, 경통(21)의 내주면에는 제2 렌즈(L2)와 제3 렌즈(L3) 사이에서 알루미늄 코팅(AL coating)층이 형성되어 거울면(RF)을 형성한다.
또한, 경통(21)의 내주면에는 제2 렌즈(L2)와 거울면(RF) 사이에 광원(LS)의 빛을 흡수하는 흡수면(AF)이 형성된다.
본 발명의 광원(LS)은 다수의 LED 칩으로 이루어짐에 따라, 광원(LS)의 빛은 제1 렌즈(L1)와 제2 렌즈(L2)를 통과하며 다양한 각도로 굴절된다. 제2 렌즈(L2)를 통과하며 굴절된 빛 중 일부는 거울면(RF) 이외의 방향으로 굴절될 수 있으며, 제2 렌즈(L2)를 통과하며 거울면(RF) 이외의 방향으로 굴절된 빛이 제3 렌즈(L3)를 통과하면 광축과 비교적 큰 사잇각을 형성하여 웨이퍼 에지에 불균일한 조도의 빛이 조사될 수 있다.
흡수면(AF)은, 제2 렌즈(L2)를 통과하며 굴절된 빛 중 거울면(RF) 이외의 방향으로 굴절된 빛이 제3 렌즈(L3)로 유입되지 않도록, 거울면(RF)에 가까울수록 반경이 감소하는 형태 즉, 빛이 진행하는 통로의 단면적이 감소하는 형태로 형성된다.
흡수면(AF)은 빛을 반사하지 않고 흡수하도록 검은색으로 코팅된다. 경제적으로는 경통(21)을 검은색 플라스틱으로 제작하고, 거울면(RF)에는 알루미늄 코팅을 하는 것이 바람직하다.
제3 렌즈(L3)는 오목렌즈로 이루어져 거울면(RF)에서 반사된 다수의 광원(LS)의 빛을 굴절시켜 집광된 평행광을 형성한다. 제3 렌즈(L3)는 제1 렌즈(L1) 및 제2 렌즈(L2)보다 작은 직경으로 형성되며, 따라서 제3 렌즈(L3)에 의해 평행광으로 굴절된 다수의 광원(LS)은 집광된 상태에서 웨이퍼 에지를 향해 조사하게 된다.
경통(21)의 내주면에는 제3 렌즈(L3)의 하측으로 거울면(RF)이 더 형성된다. 제3 렌즈(L3)의 하측에 거울면(RF)이 형성되면, 제3 렌즈(L3)를 통과한 빛 중 일부가 광축(LA)과 비교적 작은 사잇각을 이루며 굴절되더라도, 사잇각을 이루는 빛이 거울면(RF)에서 반사되어 평행광과 함께 웨이퍼 에지 측으로 진행함으로써 굴절유닛(20)에 의한 빛의 손실이 최소화된다.
본 발명의 출원인은, 제1 렌즈(L1)를, 직경 38mm, 곡률반경 전면 28.721mm 및 후면 27.083mm으로 제작하고, 제2 렌즈(L2)를, 직경 31mm, 곡률반경 전면 29.909mm 및 후면 50.299mm으로 제작하며, 제3 렌즈(L3)를, 직경 12mm, 곡률반경 전면 8.964mm 및 후면 23.385mm으로 제작하고, 제1 렌즈(L1)와 제2 렌즈(L2)는 광축을 기준으로 서로 22.69mm 이격되고, 제2 렌즈(L2)와 제3 렌즈(L3)는 광축을 기준으로 서로 43.086mm 이격된 경우 웨이퍼 에지 노광 장치(1)가 높은 조도로서 집광된 평행광을 형성하는 것을 확인하였다. 도 4는 상술한 조건에서 빛의 굴절 경로를 시뮬레이션한 데이터를 나타낸다.
제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2) 및 제3 렌즈(L3)의 직경, 곡률반경, 이격거리는 LED 칩의 개수, 이와 관련된 광원(LS)의 가로세로 사이즈에 의해 조정될 수 있다.
제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2) 및 제3 렌즈(L3)는 구면렌즈로 이루어지며, 플루오르화마그네슘(MgF2)이 박막증착(薄膜蒸着)된다. 이에 따라, 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2) 및 제3 렌즈(L3)가 구면렌즈로 이루어져 제조비가 감소하면서도, 플루오르화마그네슘으로 박막증착되어 광투과율이 향상된 웨이퍼 에지 노광장치(1)를 제작할 수 있다.
본 발명에 의하면, 제1 렌즈(L1) 및 제2 렌즈(L2)는 볼록렌즈로 이루어지고 제3 렌즈(L3)는 오목렌즈로 이루어지며, 제2 렌즈(L2)를 통과하며 굴절된 다수의 광원(LS)의 빛이 거울면에 반사된 후 제3 렌즈(L3)로 입사됨으로써, 다수의 광원(LS)의 빛이 웨이퍼 에지에 균일한 광량 및 입사각으로 조사되어, 균일도가 일정한 노광면을 형성하며, 노광공정의 생산성이 향상되도록 이루어지는 웨이퍼 에지 노광 장치(1)를 제공할 수 있게 된다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1 : 노광 장치
L1 : 제1 렌즈 L2 : 제2 렌즈
L3 : 제3 렌즈 LA : 광축
10 : 광원유닛 20 : 굴절유닛
11 : 광원블록 21 : 경통
11a : 제1면 21A : 제1 경통
HR : 방열부 21B : 제2 경통
LS : 광원 21C : 제3 경통
HR1 : 방열판 21P : 결합플레이트
HR2 : 히트 싱크 RF : 거울면
12 : 가이드 AF : 흡수면
12a : 방열홀
12A : 몸체
12B : 연장부
12C : 돌출부

Claims (11)

  1. 다수의 광원이 형성되는 광원유닛 및 상기 광원의 빛을 집광시키는 굴절유닛을 포함하고,
    상기 굴절유닛은,
    상기 광원의 빛이 통과되는 통로를 형성하는 경통; 및
    상기 경통의 통로 상에 구비되고, 상기 광원의 빛을 순차적으로 굴절시키는 제1 렌즈, 제2 렌즈 및 제3 렌즈를 포함하며,
    상기 제1 렌즈 및 제2 렌즈는 볼록렌즈로 이루어지고, 상기 제3 렌즈는 오목렌즈로 이루어지며,
    상기 제2 렌즈를 통과하며 굴절된 상기 광원의 빛이 반사된 후 상기 제3 렌즈로 입사되도록, 상기 경통의 내주면에는 상기 제2 렌즈와 제3 렌즈 사이에 거울면이 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 노광 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈, 제2 렌즈 및 제3 렌즈의 광축들은 동일선상에 형성되고,
    상기 거울면은 상기 광축을 대칭축으로 일정한 반경으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 노광 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 렌즈를 통과하며 상기 거울면 이외의 방향으로 굴절된 상기 광원의 빛이 상기 제3 렌즈로 입사되는 것이 방지되도록, 상기 경통의 내주면에는 상기 제2 렌즈와 상기 거울면 사이에 상기 광원의 빛을 흡수하는 흡수면이 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 노광 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제3 렌즈는 상기 제2 렌즈보다 작은 직경으로 형성되고,
    상기 흡수면은 상기 거울면에 가까울수록 반경이 감소하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 노광 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광원유닛은,
    제1면에 상기 다수의 광원이 설치되고, 상기 제1면과 반대쪽에 방열부가 형성되는 광원블록; 및
    상기 경통의 단부가 상기 제1면의 가장자리에 밀착되도록, 상기 광원블록 및 상기 경통이 결합되는 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 노광 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가이드에는, 상기 광원블록의 결합시 상기 방열부가 삽입되는 방열홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 노광 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 방열부는 상기 방열홀을 통과하여 공기 중으로 노출되고,
    상기 가이드에는, 상기 방열홀의 가장자리를 따라 상기 제1면과 반대쪽으로 상기 방열부보다 돌출되는 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 노광 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈, 제2 렌즈 및 제3 렌즈는 구면렌즈(spheric lens)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 노광 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는, 직경 38mm, 곡률반경 전면 28.721mm 및 후면 27.083mm으로 이루어지고,
    상기 제2 렌즈는, 직경 31mm, 곡률반경 전면 29.909mm 및 후면 50.299mm으로 이루어지며,
    상기 제3 렌즈는, 직경 12mm, 곡률반경 전면 8.964mm 및 후면 23.385mm으로 이루어지고,
    상기 제1 렌즈와 제2 렌즈는 광축을 기준으로 서로 22.69mm 이격되고,
    상기 제2 렌즈와 제3 렌즈는 광축을 기준으로 서로 43.086mm 이격되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 노광 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈, 제2 렌즈 및 제3 렌즈는 플루오르화마그네슘(MgF2)이 박막증착(薄膜蒸着)되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 노광 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004271544A (ja) * 2003-03-04 2004-09-30 Nikon Corp 光学素子、レンズ系、及び投影露光装置
KR100805142B1 (ko) * 1999-07-16 2008-02-21 가부시키가이샤 니콘 노광방법 및 노광장치

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