KR20000041337A

KR20000041337A - 노광기용 광원의 감시장치

Info

Publication number: KR20000041337A
Application number: KR1019980057188A
Authority: KR
Inventors: 하철호; 박정규
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1998-12-22
Filing date: 1998-12-22
Publication date: 2000-07-15

Abstract

본 발명은 노광기에서 자외선을 발생시키는 광원의 특성을 계측 및 감시하여 상기 광원을 적절한 시기에 교환할 수 있도록 한 노광기용 광원의 감지장치에 관한 것으로서, 특히, 노광기의 광원에서 방출된 광을 측정하는 광측정수단과, 상기 광측정수단의 측정결과를 분석하는 분석수단과, 상기 분석수단의 분석결과를 외부에 표시하는 표시수단으로 구성되고, 상기 광원의 일측에 설치되어 광원에서 방출된 광을 소정 방향으로 진행되도록 반사시키는 집광미러에는 상기 광측정수단에 의하여 광원에서 방출되는 광이 측정될 수 있도록 소정 위치에 상기 광측정수단 측으로 광을 방출하는 광측정용 홀이 형성된 노광기용 광원의 감시장치를 제공함으로써 상기 광원으로부터 방출된 광에 대한 정밀 검사가 가능함과 동시에 광원의 정확한 수명 예측이 가능해져 상기 광원의 노광효율이 높아지도록 한 것이다.

Description

노광기용 광원의 감시장치

본 발명은 PDP, S/M(Shadow Mask), PCB, C/F(Color Filter), LCD, 반도체 등의 형성을 위해 자외선을 이용하여 기판 위에 도포된 포토레지스트를 노광시키는 노광기에 관한 것으로서, 특히, 노광기에서 자외선을 발생시키는 광원의 특성을 계측 및 감시하여 상기 광원을 적절한 시기에 교환할 수 있도록 한 노광기용 광원의 감지장치에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 노광기용 광학계의 구조가 도시된 개략도이다.

도 1을 참조하면, 일반적인 노광기용 광학계는 백색광을 방출하는 수은 램프(1)와, 상기 수은 램프(1)에서 방출된 백색광을 소정의 방향으로 진행되도록 반사시키는 타원형태의 집광 미러(3)와, 상기 집광 미러(3)에서 반사된 광의 진행방향을 변환시켜 소정의 방향으로 출사시키는 콜드 미러(5)와, 상기 콜드 미러(5)에서 출사된 광의 조도분포를 균일하게 하는 플라이아이 렌즈(7)와, 상기 플라이아이 렌즈(7)로부터 입사된 광을 평행광으로 변환시켜 노광면(ES)을 향해 출사시키는 콜리메이트 미러(9)를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성된 노광기용 광학계에서는, 먼저, 수은 램프(1)에서 방출된 백색광이 집광 미러(3)에 의하여 콜드 미러(5)를 향해 반사되면, 상기 콜드 미러(5)는 광의 진행방향을 변화시켜 플라이아이 렌즈(7)를 향해 출사시킨다. 이때, 상기 콜드 미러(5)는 백색광 중 자외선만을 반사시키고 적외선과 가시광선은 투과시켜 노광면(ES)에 자외선만이 조사되도록 하는 역할도 함께 수행한다.

이후, 상기 플라이아이 렌즈(7)를 통해 조도분포가 균일해진 광은 콜리메이트 미러(9)를 향해 출사되고, 상기 콜리메이트 미러(9)는 입사된 광을 평행광으로 변환시켜 노광면(ES)을 향해 출사시킨다.

상기와 같은 노광기용 광학계에 사용되는 수은 램프(1)의 관리는 통상적으로 램프 제조업체에서 제시하는 표준수명(예를 들면, 8㎾ 수은램프는 400시간)까지 사용하고 폐기 처분하는 것으로 이루어졌다. 그러나, 각각의 수은 램프(1)는 조금씩 그 수명이 다르고, 포토레지스트의 특성 및 노광환경에 따라 차이를 보이기 때문에 일방적으로 램프 제조업체의 표준수명 대로만 사용하면 불필요한 유지비용이 지출되게 된다.

따라서, 종래에는 노광기의 광학계에서 상기 수은 램프(1)를 분리한 후 전문가가 수시로 목시 검사하는 방법을 사용하였다. 그러나, 상기와 같은 목시 검사는 정밀 검사가 어렵고 검사하는 사람에 따라 주관적일 뿐만 아니라, 검사가 끝난 후 상기 수은 램프(1)를 노광기의 광학계에 다시 장착하는 과정에서 광학계의 광학특성에 변화가 생길 위험이 커 광학계의 재 조정작업이 필수적인 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 광원에서 방출되는 광을 광학 헤더를 통해 측정함으로써 광원으로부터 방출된 광에 대한 정밀 검사가 가능함과 동시에 광원의 정확한 수명 예측이 가능해져 상기 광원의 노광효율이 높아지도록 하는 노광기용 광원의 감시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 노광기용 광학계의 구조가 도시된 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 노광기용 광원의 감시장치가 도시된 구성도

도 3은 일반적인 수은램프의 광에너지량이 도시된 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 수은 램프 3 : 집광 미러

3' : 광측정용 홀 51 : 광학 헤더

53 : 콘트롤러 55 : 디스플레이

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 노광기용 광원의 감시장치의 특징은, 노광기의 광원에서 방출된 광을 측정하는 광측정수단과, 상기 광측정수단의 측정결과를 분석하는 분석수단과, 상기 분석수단의 분석결과를 외부에 표시하는 표시수단으로 구성된 것이다.

또한, 본 발명의 부가적인 특징은, 상기 광원의 일측에는 광원에서 방출된 광을 소정 방향으로 진행되도록 반사시키는 집광 미러가 설치되는 바, 상기 집광 미러에는 상기 광측정수단에 의하여 광원에서 방출되는 광이 측정될 수 있도록 소정 위치에 상기 광측정수단 측으로 광을 방출하는 광측정용 홀이 형성되는데 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 노광기의 광원에서 방출되는 광을 광측정수단을 통해 측정함으로써 상기 광원으로부터 방출된 광에 대한 정밀 검사가 가능함과 동시에 광원의 정확한 수명 예측이 가능해지는 이점이 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 노광기용 광원의 감시장치가 도시된 구성도이고, 도 3은 일반적인 수은램프의 광에너지량이 도시된 그래프이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 노광기용 광원의 감시장치는 노광기의 수은 램프(1)에서 방출된 광을 측정하는 광학 헤더(51)와, 상기 광학 헤더(51)의 측정결과를 분석하는 콘트롤러(53)와, 상기 콘트롤러(53)의 분석결과를 외부에 시각적으로 표시하는 디스플레이(55)로 구성된다.

여기서, 상기 수은 램프(1)의 일측에는 수은 램프(1)에서 방출된 광을 소정 방향으로 진행되도록 반사시키는 집광 미러(3)가 설치되는 바, 상기 집광 미러(3)에는 광학 헤더(51)에 의하여 수은 램프(1)에서 방출되는 광이 측정될 수 있도록 소정 위치에 상기 광학 헤더(51) 측으로 광을 방출하는 광측정용 홀(3')이 형성되어 있다.

또한, 상기 광학 헤더(51)는 상기 집광 미러(3)의 광측정용 홀(3')을 통해 방출된 광을 입사받아 분리시키는 프레넬 렌즈(Fresnel lens)와, 상기 프레넬 렌즈를 통과한 광을 검출하는 디텍터와, 상기 디텍터에 의해 검출된 광의 파장을 측정하는 CCD 센서를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 노광기용 광원의 감시장치는 다음과 같이 동작된다.

먼저, 수은 램프(1)에서 광이 방출되면 집광 미러(3)에 형성된 광측정용 홀(3')을 통해 광학 헤더(51) 측으로 광이 방출된다. 상기 광학 헤더(51)는 광측정용 홀(3')을 통해 방출된 광을 측정한 후 그 측정결과를 콘트롤러(53)로 전송한다.

이후, 상기 콘트롤러(53)는 상기 광학 헤더(51)의 측정결과를 분석한 후 그 분석결과를 디스플레이(55)를 통해 외부에 시각적으로 표시한다.

이후, 작업자는 상기 디스플레이(55)의 표시결과를 확인하여 상기 수은 램프(1)의 특성값이 미리 설정된 기준값 이상이면 수은 램프(1)를 교환한다. 이때, 상기 수은 램프(1)의 교환에 대한 판정기준은 광의 파장, 수은 램프(1)의 외관상태 등이다.

더 상세하게는, 일반적으로 초고압 수은 램프(1)의 광 스펙트럼은 250∼600㎚의 주요 파장대 빛을 방출하고 이중 광흡수가 잘 일어나는 500㎚ 이상의 가시광선 및 적외선 파장대 영역의 빛은 노광면(ES)에 도포된 포토레지스트에 흡수되어 열에너지를 방출하므로, 노광기에서는 수은 램프(1)에서 방출된 광 중 450∼500㎚ 이상의 파장대 빛은 차단하고 자외선만을 상기 콜드 미러(5)를 통해 반사시켜 노광에 사용한다.

그런데, 상기 수은 램프(1)를 장시간 사용하면 수은 램프(1)의 광 스펙트럼은 변화하게 되고, 특히 자외선 중 365㎚의 i선은 8㎾의 수은 램프(1)를 기준으로 약 400시간이 경과되면 약 30% 정도의 조도가 감소되게 된다. 이러한 i선의 감소는 요즘 대부분의 대면적 디스플레이 제조를 위한 포토 리쏘그라피 공정에 사용되는 포토레지스트가 i선에서 광반응성이 높기 때문에 노광기의 노광성능에 큰 영향을 끼치게 된다.

하지만, 상기 수은 램프(1)는 400시간이 경과되어 약 30% 정도의 조도가 감소된다 하더라도 나머지 약 70% 정도의 조도만으로 노광이 가능하다면 계속해서 사용할 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 시간이 경과됨에 따라 i선이 점점 감소되어 마침내는 노광이 제대로 이루어지지 않는 상태로까지 광 스펙트럼이 변화하게 되는 시점(LT)이 상기 수은 램프(1)의 수명이 된다.

이때, 상기 수은 램프(1)를 약 700시간 이상 사용하게 되면 수은 램프(1)가 폭발할 위험이 있으므로 이러한 폭발 위험은 방지하고 포토레지스트의 노광을 원활하게 하여 생산성이 향상되도록 하는 적정 시점을 사용자가 여러 가지 다른 수은 램프(1)의 특성을 바탕으로 판단하여 상기 수은 램프(1)를 교환하여 주면 된다.

상기와 같이 구성되고 동작되는 본 발명에 따른 노광기용 광원의 감시장치 는, 수은 램프(1)에서 방출되는 광을 광학 헤더(51)를 통해 측정함으로써 수은 램프(1)로부터 방출된 광에 대한 정밀 검사가 가능함과 동시에 수은 램프(1)의 정확한 수명 예측이 가능해져 상기 수은 램프(1)의 노광효율이 높아지는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 수은 램프(1)에서 방출된 광에 대한 광학 헤더(51)의 측정결과를 노광특성분석에 피드백함으로써 상기 수은 램프(1)에 의한 노광효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims

노광기의 광원에서 방출된 광을 측정하는 광측정수단과, 상기 광측정수단의 측정결과를 분석하는 분석수단과, 상기 분석수단의 분석결과를 외부에 표시하는 표시수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 노광기용 광원의 감시장치.
제 1항에 있어서,

상기 광원의 일측에는 광원에서 방출된 광을 소정 방향으로 진행되도록 반사시키는 집광 미러가 설치되는 바,

상기 집광 미러에는 상기 광측정수단에 의하여 광원에서 방출되는 광이 측정될 수 있도록 소정 위치에 상기 광측정수단 측으로 광을 방출하는 광측정용 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 노광기용 광원의 감시장치.