KR19990039942A

KR19990039942A - 노광장치

Info

Publication number: KR19990039942A
Application number: KR1019970060204A
Authority: KR
Inventors: 김용기; 고덕용; 정중연; 이형석; 정연욱
Original assignee: 유무성; 삼성항공산업 주식회사
Priority date: 1997-11-15
Filing date: 1997-11-15
Publication date: 1999-06-05
Also published as: JPH11219901A; NL1010520C2; US6147745A; KR100250152B1; NL1010520A1

Abstract

노광장치를 개시한다. 이 노광장치는 지지프레임과, 이 지지프레임에 지지되는 프레임부재와, 상기 프레임 부재에 설치되는 베이스부재와, 상기 베이스부재의 상부에 위치되며 상기 프레임 부재에 탄성부재에 의해 현가되는 제1 스테이지와, 상기 베이스부재와 기판 스테이지 사이에 개재되어 상기 제1스테이지를 승강 및 평행도를 유지하기 위한 레벨링 수단과, 상기 프레임 부재에 고정되어 상기 기판 스테이지의 상부에 위치되는 제2스테이지와, 상기 제2스테이지의 상부에 위치되어 노광영역을 제한하는 노광영역 제한 수단과, 상기 노광영역 제한 수단과 제2스테이지를 통하여 상기 제1스테이지에 노광을 위한 광을 조사하는 광 조사수단과, 상기 제1,2스테이지의 위치를 검출하는 위치 검출수단을 포함하여 된 것에 그 특징이 있으며, 대형기판의 노광과 부분적인 노광이 가능하다.

Description

노광장치

본 발명은 노광장치에 관한 것이다.

정보화 사회에서의 가장 핵심적인 역할을 하고 있는 반도체 기억소자나 화상표시소자로서 부각되고 있는 액정 표시 소자, 플라즈마 디스플레이 소자와 같은 평판 디스플레이 및 회로기판, 필터, 박막 기술을 이용한 부품 등의 제작에는 미세한 패턴을 형성하기 위한 사진 식각법이 사용되고 있다. 이러한 사진 식각법은 레티클(reticle) 또는 마스크의 패턴을 기판에 형성된 감광막에 전사하기 위한 노광장치가 필수적으로 사용된다.

이러한 노광과정을 수행하는 노광장치의 일예를 도 1에 개략적으로 나타내 보였다.

도시된 바와 같이 소정의 패턴이 새겨진 레티클 또는 마스크가 올려지는 레티클 스테이지와, 레티클의 패턴이 새겨질 기판이 안착되는 플레이트 스테이지와, 이들의 사이 및 상기 레티클 스테이지에 설치되는 투영광학계를 포함하다.

이를 더욱 상세하게 설명하면, 상기 투영광학계는 반사경(11a)을 가지는 광원(11)과, 상기 광원(11)로부터 조사된 광 중 특정 파장의 광을 반사하는 디이크로 익 미러(dichroic mirror ;12)와, 특정 파장의 광을 콘덴서 렌즈(13) 측으로 반사하기 위한 반사미러(14)와, 상기 반사미러와 다이크로익 미러(12) 사이에 다이크로 익 미러로 부터 광경로상에 순차적으로 설치되는 필터(15), 플라이 아이 렌즈(16) 및 셔터(17)를 포함한다. 그리고 상기 콘덴서 렌즈(13)의 수직 하부에는 레티클 스테이지(18)에 의해 지지된 레티클(500)과, 상기 레티클(500)의 하부에는 기판(600)이 장착되는 플레이트 스테이지(19)가 구비되며, 상기 레티클 스테이지(18)에는 상기 레티클의 정렬을 위한 정렬 광학계(21)가 구비된다. 상기 플레이트 스테이지(19)와 인접된 측에는 상기 투영광학계(22)에 의해 기판에 조사된 광의 정확한 결상을 위하여 자동촛점 제어장치(23)가 구비된다.

상술한 바와 같이 구성된 노광장치는 상기 광원(11)로부터 조사된 후 다이크로익 미러(12)에 의해 반사된 특정 파장이 플라이 아이 렌즈(16)를 통과하면서 점광원이 된 후 반사미러(14)와 콘덴서 렌즈(13)를 통하여 레티클(500)에 투사된 후 투영광학계(22)를 통하여 기판(600)에 조사되어 기판의 감광물질로 이루어진 감광막을 소정의 패턴으로 노광하게 된다.

상술한 바와 같이 기판을 노광하는 종래의 노광장치는 대형 패널의 노광 패턴이 왜곡되는 문제점을 가지고 있으며, 기판을 부분적으로 노광할 수 없는 문제점을 가지고 있다. 또한 상기 노광장치는 도면에는 도시되어 있지 않으나 경량의 프레임에 장착되어 있으므로 외부로부터 가하여지는 적은 충격에도 흔들리게 되어 노광의 신뢰성과 안정성이 저하된다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 구조가 간단하고대형기판의 노광이 가능하며 레티클에 의한 이미지 화상의 정밀도를 향상시킬 수 있는 노광장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도1 종래 노광장치를 개략적으로 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 노광장치를 개략적으로 도시한 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 노광장치의 광경로에 따른 노광장치의 구조를 도시한 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 광학계를 개략적으로 도시한 도면.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

30; 지지프레임 40; 제1스테이지

50; 레벨링 수단 60; 노광영역 제한 수단

70; 제2스테이지 80; 검출수단

100; 광조사수단

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 지지프레임과; 이 지지프레임에 지지되는 프레임부재와; 상기 프레임 부재에 설치되는 베이스부재와; 상기 베이스부재의 상부에 위치되며 상기 프레임 부재에 탄성부재에 의해 현가되는 제1스테이지와; 상기 베이스부재와 기판 스테이지에 개재되어 상기 제1스테이지를 승강 및 평행도를 유지하기 위한 레벨링 수단과; 상기 프레임 부재에 고정되어 상기 기판 스테이지의 상부에 위치되는 제2스테이지와; 상기 제2스테이지의 상부에 위치되어 노광영역을 제한하는 노광영역 제한 수단과, 노광역역 제한수단과 제2스테이지를 통하여 상기 제1스테이지에 노광을 위한 광을 조사하는 광 조사수단과, 상기 제1,2스테이지의 위치를 검출하는 위치 검출수단을 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 노광장장치는 레티클 또는 마스크의 패턴을 기판의 감광막에 전사시키기 위한 것으로, 그 일 실시예를 도 2 내지 도 4에 나타내 보였다.

도시된 바와 같이 지지프레임(30)과, 이 지지프레임(30)에 지지되는 프레임부재(31)와, 상기 프레임 부재(31)에 설치되는 베이스부재(32)와; 상기 베이스부재(32)의 상부에 위치되며 상기 프레임 부재(31)에 탄성부재(33)에 의해 현가되는 제1스테이지(40)와, 상기 베이스부재(32)와 제1스테이지(40) 사이에 개재되어 상기 제1스테이지(40)를 승강 및 평행도를 유지하기 위한 레벨링 수단(50)과, 상기 프레임 부재(31)에 고정되어 상기 제1스테이지(40)의 상부에 위치되는 제2스테이지(70)와, 상기 제2스테이지(70)의 상부에 위치되어 노광영역을 제한하는 노광영역 제한 수단(60)과, 상기 노광영역 제한 수단(60)과 제2스테이지(70)를 통하여 상기 제1스테이지(40)에 노광을 위한 광을 조사하는 광 조사수단(100)과, 상기 제1,2스테이지의 위치를 검출하는 위치 검출수단(80)으로 대별된다.

상기 지지프레임(30)과 프레임부재(31)는 석재인 화강암으로 제작된 것으로, 상기 지지 프레임(30)의 하면에는 이를 지지하는 복수개의 레그(30a)가 나사 결합되어 지지 프레임(30)의 설치에 따른 밸런스를 조정할 수 있도록 되어 있다.

그리고 상기 지지 프레임(30)에 대한 프레임 부재(31)의 설치는 프레임 부재(31)의 지지부(31a)가 지지 프레임(30)의 가장자리에 지지된 것으로, 상기 지지부(31a)와 지지프레임(30)의 사이에는 상호간에 작용하는 충격, 특히 상기 지지프레임(30)으로부터 프레임부재(31) 측으로 가하여지는 충격을 완화 시키기 위한 완충부재(36)가 설치되는데, 이 완충부재(36)는 판상의 고무재 또는 스프링으로 이루어진다. 상기 완충부재(36)은 판상의 고무재에 의해 한정되지 않고 댐핑력을 가지며 진동을 흡수 할 수 있는 것이면 어느것이나 가능하다.

지지프레임(30)에 설치된 프레임부재(31)에는 상술한 바와 같이 베이스 부재(32)가 고정된다. 이 베이스부재의 상부에는 탄성부재(33)에 의해 현가된 제1스테이지(40)가 설치되고, 이 제1스테이지(40)와 상기 베이스부재(32)의 사이에는 레벨링 수단(50)이 설치된다.

상기 제1스테이지(40)는 제1스테이터(41)와 제1인덕터(42)를 포함하는 리니어 모터로 이루어지는데, 상기 제1스테이터(41)는 상술한 탄성부재(33)에 의해 프레임 부재(31)에 현가된다. 이때에 현가된 상기 제1스테이터는 탄성부재(33)에 의해 프레임부재(31)에 삼점지지되록 함이 바람직하다. 상기 제1스테이터(41)는 판상의 화강암으로 이루어지고 그 상면에는 자성체 철판을 부착하여 격자상의 폴이 만들어 지며, 제1스테이터(41)의 상면에 위치되는 제1인덕터(42)의 하면에는 x,y 방향으로 폴이 형성된 전자석 모듈에 전기적인 제어신호를 가함으로써 x,y 방향으로 움직일 수 있도록 되어있다. 그리고 상기 제1인덕터(42)의 상면에는 노광하고자 하는 기판(200)이 안착되는 장착부(도시되지 않음)가 설치되다. 그리고 도면에는 도시되어 있지 않으나 상기 제1인덕터(42)와 제1스테이터(41) 사이에는 별도의 공압공급수단이 설치되어 공기에 의해 제1인덕터(42)가 부상되는 공기 베어링이 형성되어 마찰이 적은 상태에서 유동이 가능하다.

상기 레벨링 수단(50)은 상기 제1스테이터(41)와 베이스 부재(32)에 개재되어 제1스테이지(40)의 평형상태 및 후술하는 광조사수단에 의해 기판에 조사되는 광의 포커싱 조정을 위한 것으로, 베이스 부재(32)에 돌출된 적어도 세 개의 각 돌출부(51)에 일측이 힌지 연결된 레버부재(52)들과, 상기 베이스 부재(32)에 설치되어 상기 각각의 레버부재(52)의 타측 단부를 승강시키는 액튜에이터(53)와, 상기 레버부재(52)와 제1스테이터(41)의 사이에 개재되는 볼죠인트(54)와, 상기 각 레버부재(52)와 베이스 부재(32)에 개재되어 상기 레버의 승강량을 감지하는 센서(55)를 포함한다. 상기 액튜에이터(53)는 레버부재(52)의 타측단부가 그 외주면에 접촉되는 편심캠(53a)과 이 편심캠과 동축상으로 설치되는 웜휠(53b)과 상기 웜휠(53b)와 치합되는 웜(53c)과, 이 웜을 구동시키는 모우터(53d)를 포함한다. 상기 레벨링수단 및 액튜에이터는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 상기 제1스테이지를 평형상태로 유지할 수 있는 수단이면 어느것이나 가능하다.

상기 레벨링 수단은 제1스테이지(41)와 제1인덕터(42) 상면의 평형상태를 감지하는 감지수단 또는 기판에 조사되는 광의 오토 포커스싱 상태를 감지하는 오토 포커싱 수단 및 상기 센서(55)에 의해 감지되는 신호에 의해 제어된다. 상기 오토 포커싱수단은 세 개의 센서가 설치되는데, 한 개의 센서는 후술하는 투영광학계의 광축을 센싱하고 다른 두 개의 센서는 제1인덕터의 가장자리를 센싱할 수 있도록 되어 있다. 이들에 의한 포커스의 센싱은 처음 노광할 때 3개의 센서가 모두 작동되어 각각의 포커스싱 상태를 감지하는데, 3개의 센서가 광축에 대해 동일한 위치를 센싱하고 있으며 얼라인이 이루어진 것이고, 다른 위치를 센싱하고 있으며 얼라인이 되지 않은 상태를 나타낸다. 따라서 이 경우에는 각 센서의 오토 포커스 결과를 이용하여 레벨링 수단을 조정하여 얼라인 한다.

상기 제2스테이지(70)는 상기 제1스테이지(40)의 수직 상부에 설치되어 레티클(300)를 지지하는 것으로, 제1스테이지(40)와 구조가 동일한 리니어 모터가 사용된다. 이 리니어 모우터는 프레임 부재에 고정되는 제2스테이터(71)와, 상기 제2스테이터(72)의 상면에 위치되는 제2인덕터(72)를 포함한다. 상기 제2인덕터(72)에는 상기 레티클(300)이 안착되는 독립된 복수개의 포켓부(72a)가 설치되는데, 이 포켓부(42a)는 그 규격이 상호 다르게 형성되어 종류가 다른 레티클을 흡착할 수 있도록 되어 있다. 상기 제2인덕터(72)에 대한 레티클의 흡착은 도면에 도시되어 있지 않으나 포켓부의 가장자리에 흡착공이 형성되고 이 흡착공은 통상적인 진공발생수단인 진공펌프와 연결되어 진공압이 작용한다. 그리고 상기 제2스테이지(71)에는 상기 레티클(300)에 형성된 마크를 이용하여 위한 레티클 정렬수단(75)이 설치된다. 상기 레티클 정렬수단(75)은 제2스테이지에 설치되어 레티클(300)의 마크측으로 광을 조사하는 발광소자(75a)와, 상기 제2스테이지의 상부에 설치되어 레티클(200)에 형성된 마크를 감지할 수 있는 마크 예컨데 십자형의 마크를 감지하기 위한 소정 패턴의 마크를 갖는 수광소자(75b)를 포함한다.

상기 광 조사수단(100)은 광원으로부터 조사된 광을 레티클을 통하여 제1스테이지(40)의 인덕터(41)에 설치된 기판(200)의 감광막에 광을 조사하기 위한 것으로, 상기 광원(111)을 포함하는 조명계(110)와, 이 조명계(110)로부터 조사된 광을 제1스테이지(40)에 지지된 레티클(300)에 조사하는 중간광학계(120)와, 상기 중간광학계(120)로부터 입사되는 광을 제1스테이지(40)에 지지된 기판(300)의 감광막에 조사하기 위한 투영광학계(130)을 포함한다.

상기 조명계(110)는 프레임부재(31)에 고정되며 일측 단부가 제2스테이지(70)의 중공형의 하우징(112)이 설치되고, 이 하우징의 일측 단부에는 특정 파장의 광을 상기 제2스테이지(70)의 상부로 조사하기 위한 반사미러(113)가 설치되고 하우징의 타측 단부측에는 상기 광원(111)이 설치된다. 그리고 상기 광원(111)과 반사미러(113) 사이에는 광원(111)으로부터 조사되는 광경로상에 셔터수단(114), 플라이 아이 렌즈(115) 및 복수개의 렌즈(116)가 순차적으로 설치된다. 상기 특정 파장을 반사시키기 위한 반사미러(113)는 다이크로익 미러가 사용된다.

상기 셔터수단(114)은 하우징(112)내부의 광경로상에 설치되어 광량을 제어하는 것으로, 광경로상의 하우징에 회전가능하게 셔텨 브레이드(114a)가 모터(114b)에 의해 회전가능하게 설치되고, 상기 반사미러(113)를 통과하는 파장대의 광량을 감지하여 상기 모터(114b)의 회전을 제어하는 적산노광센서(114c)가 하우징(112)에 설치 된다. 상기 적산 노광센서(114c)는 반사미러(113)의 전방 또는 후방중 광량을 감지할 수 있는 곳이면 어느곳이나 설치가 가능하다.

상기 중간광학계(120)는 제2스테이지(70)의 상부에 설치되어 조명계(110)로부터 입사되는 광을 상기 제2스테이지(70)에 고정된 레티클(300)에 조사하기 위한 것으로, 상기 제2스테이지의 상부에 위치되는 중간광학계 하우징부(121)의 내부에 반사미러(113)로부터 조사되는 광을 반사하는 제1반사면(122a)과 이 제1반사면(122a)과 소정각도 경사진 제2반사면(122b)을 포함하는 제1반사부재(122)와, 상기 제1반사부재(122a)로터 반사된 광을 우회시켜 상기 제2반사면(122b)에 의해 반사되어 제2스테이지 상면에 위치한 레티클(300)로 조사되도록 하는 제1렌즈군(123)을 포함한다. 상기 제1렌즈군(123)은 상기 제1반사면(122a)으로부터 조사된 광경로상에 설치되어 광을 제2반사면(122b)측으로 반사시키는 오목면을 가진 제1반사거울(123a)과, 이 제1반사거울(123a)과 제1반사부재(122)의 사이에 개재되어 광을 반사렌즈(123a) 측으로 집속하는 어뎁터 렌즈(123b)를 포함한다. 여기에서 상기 어댑터 렌즈(123b)는 제1반사면으로부터 입사되는 광을 집속하고, 상기 제1반사거울(123b)로부터 반사되어 제2반사면으로 입사되는 광을 집속하게 된다.

상기 투영광학계(130)는 상기 제1반사부재(122)로부터 입사되는 광을 제1스테이지(40)의 제1인덕터(42)의 상면에 위치한 기판(200)의 감광막에 조사하기 위한 것으로, 상기 제1스테이지의 상부에 위치되는 투영광학계 하우징부(131)의 내부에 제2반사면(122b)으로부터 입사되는 광을 반사시키는 제3반사면(132a)과, 이 제3반사면(132a)과 소정각도 경사진 제4반사면(132b)을 포함하는 제2반사부재(132)와, 상기 제2반사부재(132)로터 반사된 광을 우회시켜 상기 제4반사면(132b)에 의해 반사되어 제1스테이지의 상면에 위치한 기판(200)으로 조사되도록 하는 제2렌즈군(133)을 포함한다. 상기 제1렌즈군(133)은 상기 제3반사면(132a)으로부터 조사된 광경로상에 설치되어 광을 제4반사면(122b)측으로 반사시키는 오목면을 가진 제2반사거울(133a)과, 이 제2반사거울(133a)와 제2반사부재(132)의 사이에 개재되어 광을 제1반사렌즈(133a) 측으로 집속하는 렌즈(133b)들을 포함한다.

그리고 상기 제2반사거울(133a)과 제2반사부재(132)의 사이에는 기판(300)의 감광막에 조사되광의 포커싱 길이를 조정하기 위한 배율조정수단(134)이 설치되는데, 이 배율조정수단(134)은 광축상에 설치되는 배율조정렌즈(134a)와, 이 배율조정렌즈(134a)를 상기 하우징부(131)의 광축 방향으로 이송시킨 후 고정시키는 이송수단(134b)을 포함한다.

상기 배율조정렌즈를 이송시키는 이송수단(134b)은 하우징부(131)의 내면에 설치되어 상기 배율조정렌즈(134a)를 광축을 따라 이송시키는 리니어 모터를 포함한다.

상기 노광영역 제한 수단(60)은 조명계(110)와 중간광학계(120)의 사이에 설치되어 레티클의 노광영역을 한정하는 것으로, 프레임 부재(31)에 지지되어 상기 제2스테이지(70)의 상부에 위치되며 관통부(61)가 형성된 판부재(62)와, 상기 판부재(62)에 블라인더 이송수단(도시되지 않음)에 의해 슬라이딩 가능하게 설치되어 관통부(61)의 개구폭을 한정하는 복수개의 블라인더(63)를 포함한다. 상기 블라인더 이송수단은 통상적인 리니어 스텝핑 모우터가 사용된다. 그리고 상기 블라인더(63)의 관통부(61)측의 단부는 첨예하게 형성되는데, 이 첨예한 부위는 상면으로부터 하면으로 경사짐으로써 형성된다. 이때에 상기 경사는 상면으로부터 바깥측으로 형성함이 바람직하며, 상기 브라인더는 방사상으로 배열함이 바람직하다.

상기 검출수단(80)은 상기 제1,2스테이지의 제1,2인덕터의 정밀 위치를 검출하는 것으로, 프레임 부재(31)에 설치되어 레이저 빔을 방출하는 레이저 헤드(81)와, 제1스테이지의 제1인덕터(42)와 인접하는 두 측면에 각각 부착된 x축 계측용 제1거울(82) 및 y축 계측용 제2거울(83)과, 상기 x,y축 계축용 거울과 대향되는 면에 각각 설치되는 x,y축 계측용 제1레이저 인터페로 미터(84)(85)와, 상기 제2스테이지의 두 인접된 측면에 각각 부착된 x축 계측용 제3거울(86) 및 y축 계측용 제4거울(87)과, 상기 x,y축 계측용 제3,4거울과 대향되는 면에 각각 설치되는 x,y 계측용 제2인터페로미터(88)(89)를 포함한다. 그리고 상기 레이저 헤드(81)와 x,y계측용 제1,2인터페로미터의 사이에는 상기 레이저 헤드(81)로부터 조사된 광을 x,y 계측용 레이저 헤드의 광학계에 각각 조사되도록 하는 광경로 변환수단(90)이 설치된다. 여기에서 상기 광경로 변환수단(90)은 통상적인 빔 스플리터와 반사미러의 조합으로 이루어질 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 노광장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 노광장치를 이용하여 기판(200)의 감광막에 레티클(300)의 패턴을 노광하기 위해서는 상기 레티클 플레이트의 포켓부(72a)에 레티클(200)이 별도의 로봇시스템(도시되지 않음)에 의해 장착된다. 상기 레티클 정렬수단(75)의 발광소자(75a)로부터 조사된 신호가 수광소자(75b)에 감지되어 최대 신호레벨이 되는 위치에서 감지수단인 x,y 계측용 제2인터페로미터(88)(89)에 의해 정열위치가 계측된다. 그리고 상기 제1스테이지(40)의 제1인덕터(42)에는 노광하고자하는 기판(200)이 장착된다. 상기와 같이 기판의 장착이 완료되면 레벨링 수단(50)에 의해 기판의 평활도가 조정된다. 레벨링 수단에 의한 기판의 평활도의 조정은 기판에 설치된 센서(55)와 연동된다.

상기와 기판(200)과 레티클(300)의 장착이 완료되면 노광영역 제한 수단(60)의 판부재(62) 가장자리에 설치된 복수개의 블라인더(63)를 리니어 모우터(도시되지 않음) 개별적으로 이동시켜 기판(200)의 상면에 노광하고자하는 영역을 구획하여 한정한다.

상술한 바와 같이 레티클(300)과 기판의 장착이 완료되면 광원(111)인 초고압수은등으로부터 조사된 광은 타원경에 의해 집속되어 콜드미러에 반사되어 유효광원이 선택된 후 필터를 통과하여 셔텨수단(114)으로 조사된다. 이때에 상기 광원으로부터 조사된 광은 필터를 통과하면서 열성분이 제거된다. 상기 셔텨로 공급된 광은 이를 통하여 적산광센서(114c)에 의해 광량이 감지되고 이 광량과 설정된 광량이 비교되어 셔텨수단의 모우터에 의해 셔터 블레이드(114a)를 회젼시켜 셔터를 통과하는 광량을 제어한다.

상기과 같이 제어되어 셔터수단을 통과한 광은 광학렌즈와 점광원을 만들기 위한 파리눈렌즈(115) 및 반사미러를 거쳐 평행광을 이루게 되고, 이 평행광은 콘덴서 렌즈로 입사된다. 콘덴서렌즈로 입사된 광은 노광영역 제한 수단의 블라인더(63)에 의해 제한된 통과부(61)를 통과하여 중간광학계의 제1반사부재(122)로 입사되어 제1반사면(122a)에 의해 반사된 렌즈들과 오목형 반사면을 가진 제1반사거울(123a)에 의해 반사된후 렌즈를 통하여 및 반사부재의 제2반사면(122b)에 투영광학계로 입사된다. 상기 투영광학계(130)로 입사된 광은 제2반사부재(130)의 제3반사면(132a)에 의해 반사되어 오목면을 갖는 제2반사거울(133a) 측으로 조사되고, 반사미러로 입사된 광은 반사되어 제4반사면(132b)을 통하여 기판에 투사됨으로써 레티클(300)의 노광패턴을 기판(200)에 전사시키게 된다. 여기에서 상기 투영광학계의 제2반사부재와 반사미러 사이에는 배율조정수단(134)이 설치되어 있으므로 기판의 열팽창량에 따른 스케일의 변화에 따라 배율조정렌즈(134a)를 이송수단(134b)인 리니어 스탭핑 모우터를 이송시켜 배율을 조정한 후 고정한다. 이때에 상기 제1인덕터도 동시에 구동하여 정확한 배율이 되도록 한다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 노광장치는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째; 광원과 투영광학계 사이에 중간광학계를 적용함으로써 레티클의 패턴이미지를 고 분해능으로 노광패턴의 이음부위를 매끄럽게할 수 있다.

둘째; 중간 광학계와 투영광학계를 수평구조로 배열하여 광경로를 길게하함으로써 초점 길이를 길게 하였다.

셋째; 투영광학계 내에 배율조정수단이 설치되어 있어 기판의 열변형에 따른 스케일 변화를 조정할 수 있다.

넷째; 노광영역 제한수단에 의해 임의 위치의 노광영역을 제한 할 수 있다.

다섯째; 지지 프레임과 프레임 부재를 석재로 제작하여 장치의 열변형을 줄이고, 지지프레임과 프레임 부재 사이에 완충부재를 개재시킴으로써 외부로부터 전달되는 진동 및 자체 진동의 발생을 억제하였다.

여섯째; 검출수단은 하나의 레이저를 이용하여 두 개의 스테이지를 정열할 수 있다.

일곱째; 스테이지를 리니어 모우터를 이용하여 구동시킴으로써 설치공간을 줄일 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참조로 하여 설명하였으나 본원 발명은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 본원이 속하는 기술적 범위내에서 당업자에 의해 당양한 형태로 변형 가능함은 물론이다.

Claims

지지프레임과; 이 지지프레임에 지지되는 프레임부재와; 상기 프레임 부재에 설치되는 베이스부재와; 상기 베이스부재의 상부에 위치되며 상기 프레임 부재에 탄성부재에 의해 현가되는 제1 스테이지와; 상기 베이스부재와 기판 스테이지 사이에 개재되어 상기 제1스테이지를 승강 및 평행도를 유지하기 위한 레벨링 수단과; 상기 프레임 부재에 고정되어 상기 기판 스테이지의 상부에 위치되는 제2스테이지와; 상기 제2스테이지의 상부에 위치되어 노광영역을 제한하는 노광영역 제한 수단과; 상기 노광영역 제한 수단과 제2스테이지를 통하여 상기 제1스테이지에 노광을 위한 광을 조사하는 광 조사수단과, 상기 제1,2스테이지의 위치를 검출하는 위치 검출수단을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 노광장치.
제1항에 있어서, 상기 지지프레임과 프레임 부재의 상에 지지프레임으로부터 프레임부재 측으로 전달되는 충격을 완화 시키는 탄성부재가 개재된 것을 특징으로 하는 노광장치.
제2항에 있어서, 상기 탄성부재가 고무튜브재로 이루어진 것을 특징으로 하는 노광장치.
제1항에 있어서, 상기 지지프레임과 프레임 부재가 석재로 이루어진 것을 특징으로 하는 노광장치.
제1항에 있어서, 상기 레벨링 수단은 베이스 부재의 상면에 회동가능하게 설치되는 레버부재와, 상기 레버부재의 단부를 승강시키는 액튜에이터와, 상기 레버부재의 상면과 제1스테이지의 하면에 개재되는 지지부재와, 상기 레버부재와 베이스 부재에 개재되는 센서를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 노광장치.
제1항에 있어서, 상기 프레임부재에 설치되어 상기 제1스테이지의 상부에 장착된 기판의 평활도를 감지하여 상기 레벨링 수단을 제어하는 감지수단을 더 구비하여 된 것을 특징으로 하는 노광장치.
제1항에 있어서, 상기 제1스테이지가 리니어 모우터 인 것을 특징으로 하는 노광장치.
제7항에 있어서, 상기 리니어 모우터가 프레임에 탄성부재에 의해 현가되는 스테이터와, 상기 스테이터의 상부에 위치되고 공기 베어링에 의해 지지되며 상면에 기판 장착부가 마련된 인덕터를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 노광장치.
제1항에 있어서, 상기 노광영역 제한수단은 프레임 부재에 지지되어 상기 제2스테이지의 상부에 고정되며 광이 통과하는 관통부가 형성된 판부재와, 상기 판부재에 이송수단에 의해 각각 슬라이딩 가능하게 설치되어 관통부의 개구폭을 제어하는 복수개의 블라인더를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 노광장치.
제9항에 있어서, 상기 각 블라인더의 관통부 측의 단부가 첨예하게 형성된 것을 특징으로 하는 노광장치.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 각 블라인더가 방사상으로 배열된 것을 특징으로 하는 노광장치.
제10항에 있어서, 상기 블라인더의 첨예한 단부가 상면으로부터 관통부측으로 경사져 이루어진 것을 특징으로 하는 노광장치.
제1항에 있어서, 상기 제2스테이지가 리니어 모우터 인 것을 특징으로 하는 노광장치.
제1항에 있어서, 상기 리니어 모우터가 프레임에 탄성부재에 의해 현가되는 스테이터와, 상기 스테이터의 상부에 위치되며 공기 베어링에 의해 지지되며 상면에 기판 장착부가 마련된 인덕터를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 노광장치.
제1항에 있어서, 상기 광 조사수단이 광원을 포함하며 상기 노광영역 제한수단의 상부측으로 광을 조사하는 조명계와, 상기 노광영역 제한수단과 제2스테이지 사이에 개재되어 상기 관통부를 통과한 광을 제1스테이지에 지지된 레티클에 조사하는 중간광학계와, 상기 제2스테이지를 통과한 광을 제1스테이지에 조사하기 위한 투영광학계를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 노광장치.
제15항에 있어서, 상기 조명계는 지지프레임에 고정되며 일측 단부가 상기 통과부의 상부에 위치되는 미러를 중공형의 하우징과, 상기 하우징의 타측 단부에 설치되는 광원과, 상기 광원과 미러 사이에 광원으로부터 조사되는 광경로상에 설치되는 셔터수단, 플라이 아이렌즈를 포함하는 복수개의 렌즈군을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 노광장치.
제16항에 있어서, 상기 셔터수단이 하우징의 광경로상에 회전가능하게 설치되어 광량을 제어하는 셔터 브레이드와, 상기 셔터 브레이드를 회전시키는 모우터와, 상기 미러를 통과하는 파장대의 광량을 감지되어 상기 모우터를 제어하는 적산노광센서를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 16 항 및 제17항중 어는 한 항에 있어서, 상기 미러가 다이크로익 미러인 것을 특징으로 하는 노광장치.
제15항에 있어서, 상기 중간광학계가 상기 제2스테이지의 상부에 위치되며 상기 미러로부터 조사되는 광을 반사하는 제1반사면과 이 반사면과 소정각도 경사진 제2반사면을 포함하는 제1반사부재와, 상기 제1반사부재로터 반사된 광을 우회시켜 상기 제2반사면에 의해 반사되어 제2스테이지 상면에 위치한 레티클로 조사되도록 하는 렌즈군을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 노광장치.
제19항에 있어서, 상기 렌즈군이 반사부재로부터 설치되는 어뎁터렌즈와, 상기 아뎁터렌즈를 통과한 광을 제2반사면에 조사되도록 하는 제1반사거울을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 노광장치.
제15항에 있어서, 상기 투영광학계가 상기 제1스테이지의 상부에 위치되며 상기 미러로부터 조사되는 광을 반사하는 제3반사면과 이 제3반사면과 소정각도 경사진 제4반사면을 포함하는 제2반사부재와, 상기 제2반사부재로터 반사된 광을 우회시켜 상기 제4반사면에 의해 반사되어 제1스테이지 상면에 위치한 기판에 조사되도록 하는 렌즈군을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 노광장치.
제21항에 있어서, 상기 렌즈군이 레티클을 통과한 광을 집속하는 렌즈와 상기 렌즈를 통과한 광을 상기 레즈와 제4반사면에 조사되도록 하는 제2반사거울를 포하여 된 것을 특징으로 하는 노광장치.
제20항에 있어서, 상기 제1반사부재와 제2반사거울 사이의 광경로 상에 설치되어 배율을 조정하는 배율조정수단을 더 구비하여 된 것을 특징으로 하는 노광장치.
제22항에 있어서, 상기 배율조정수단은 제2반사거울과 제2반사부재 사이에 설치되는 배율조정렌즈와 이 배율조정렌즈를 광축을 따라 이송시키는 이송수단을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 노광장치.
제24항에 있어서, 상기 이송수단은 리니어 스텝핑 모우터인 것을 특징으로 하는 노광장치.
제21항에 있어서, 상기 중간광학계와 투영광학계가 상기 제1스테이지 또는 제2스테이지의 상면과 평행하게 설치된 것을 특징으로 하는 노광장치.
제1항에 있어서, 상기 검출수단이 프레임 부재에 설치되어 레이어 빔을 방출하는 레이저 헤드와, 제1스테이지의 인덕터와 인접하는 두 측면에 각각 부착된 x축 계측용 제1거울 및 y축 계측용 제2거울과, 상기 x,y축 계축용 거울과 대향되는 면에 각각 설치되는 x,y축 계측용 제1레이저 인터페로 미터와, 상기 제2스테이지의 두 인접된 측면에 각각 부착된 x축 계측용 제3거울 및 y축 계측용 제4거울과, 상기 x,y축 계측용 제3,4거울과 대향되는 면에 각각 설치되는 x,y 계측용 제2인터페로미터를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 노광장치.
제27항에 있어서, 상기 레이저 헤드와 x,y계측용 제1,2인터페로미터의 사이에 상기 레이저 헤드로부터 조사된 광을 x,y 계측용 레이져 헤드로 조사되도록 하는 광경로 변환수단을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 노광장치.