KR20100088736A - 노광장치 - Google Patents

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KR20100088736A
KR20100088736A KR1020090007816A KR20090007816A KR20100088736A KR 20100088736 A KR20100088736 A KR 20100088736A KR 1020090007816 A KR1020090007816 A KR 1020090007816A KR 20090007816 A KR20090007816 A KR 20090007816A KR 20100088736 A KR20100088736 A KR 20100088736A
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홍상준
장인배
김의석
이성진
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삼성전자주식회사
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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Abstract

본 발명은 광을 발생시키는 광원과, 홀로그램 패턴이 형성된 홀로그램 마스크와, 광원에서 발생한 광을 홀로그램 마스크로 안내하는 광학유닛을 포함한 노광장치에 관한 것으로, 광학유닛은 홀로그램 마스크 상에 이동 가능하게 배치되어 광학유닛이 홀로그램 마스크 상에서 이동하며 노광을 수행하게 되므로, 광학유닛 및 광학유닛에 장착된 프리즘의 크기는 홀로그램 마스크의 사이즈에 관계없이 일정 이하로 유지할 수 있다.

Description

노광장치{EXPOSURE APPARATUS}
본 발명은 노광장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 홀로그램 리소그래피 방식의 노광장치에 관한 것이다.
일반적으로 노광장치는 표면에 포토레지스트 층이 형성된 기판에 패턴이 형성된 마스크가 정렬되도록 한 후 광이 마스크를 통해 기판의 포토레지스트 층에 조사되도록 함으로써 포토레지스트 층에 마스크와 대응하는 패턴이 형성되도록 하는 장치이다.
근래 이러한 노광장치 중에는 홀로그램 패턴이 형성된 홀로그램 마스크를 통해 기판의 포토레지스트 층에 홀로그램 패턴이 형성되도록 하는 홀로그램 리소그래피 방식의 노광장치가 있다.
홀로그램 리소그래피 방식을 사용하는 종래의 노광장치는 광을 발생시키는 광원과, 홀로그램 패턴이 형성된 홀로그램 마스크와, 일면이 홀로그램 마스크에 밀착되도록 배치되는 프리즘 등의 구성을 포함한다.
그런데 종래의 노광장치에 있어서, 홀로그램 마스크는 굴절률이 프리즘과 동일한 굴절률 정합액 등을 통해 프리즘의 일면에 부착된 상태로 노광을 수행하도록 되어 있는데, 이와 같이 홀로그램 마스크가 프리즘에 부착되도록 하기 위해서는 프리즘의 크기를 홀로그램 마스크 크기와 대응하도록 형성하여야만 한다. 따라서, 홀로그램 마스크의 크기를 증가시키기 위해서는 프리즘의 크기를 증가시켜야 하고, 그에 따라 노광장치는 불가피하게 대형화될 수 밖에 없다.
또한, 종래의 노광장치는 굴절률 정합액을 통해 프리즘과 홀로그램 마스크를 서로 부착하도록 되어 있으므로, 홀로그램 마스크를 교체할 필요가 있을 경우, 프리즘과 홀로그램 마스크를 분리하고, 프리즘에서 계면 활성제 등을 통해 굴절률 정합액을 완전히 제거한 후에야 프리즘에 다른 홀로그램 마스크를 부착할 수 있으므로, 홀로그램 마스크를 교체하는 작업이 매우 복잡하다.
본 발명은 홀로그램 마스크의 크기에 관계없이 일정 수준 이하의 크기를 유지할 수 있는 노광장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 보다 용이하게 홀로그램 마스크를 교체할 수 있는 노광장치를 제공하기 위한 것이다.
이를 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 노광장치는 광을 발생시키는 광원과, 홀로그램 패턴이 형성된 홀로그램 마스크와, 상기 홀로그램 마스크 상에 이동 가능하게 배치되며 상기 광원에서 발생한 광을 상기 홀로그램 마스크로 안내하는 광학유닛을 포함한다.
또한, 상기 광학유닛은 일면이 상기 홀로그램 마스크와 대향되도록 이격 배치되는 프리즘과, 상기 프리즘이 장착되며 상기 홀로그램 마스크 상에 이동 가능하게 배치되는 광학 프레임을 포함한다.
또한, 상기 프리즘과 상기 홀로그램 마스크 사이의 공간에 물을 공급하는 급수장치를 더 포함한다.
또한, 상기 급수장치는 상기 프리즘과 상기 홀로그램 마스크 사이의 공간에 비하여 상대적으로 높은 위치에 마련되어 수두차에 의해 상기 상기 프리즘과 상기 홀로그램 마스크 사이의 공간으로 물이 공급될 수 있도록 하는 저장실을 포함한다.
또한, 상기 급수장치는 상기 저장실로 물을 공급하는 펌프와, 상기 저장실의 하부 공간을 물이 저장되는 저장부와 수두차에 의해 물이 상기 프레임과 상기 홀로그램 마스크 사이의 공간으로 공급되도록 하는 공급부로 구획하는 구획부재를 포함 한다.
또한, 상기 저장부에는 상기 펌프에 의해 공급된 물이 전달되는 급수구가 마련되며, 상기 공급부에는 상기 프리즘과 상기 홀로그램 마스크 사이 공간으로 물이 공급될 수 있도록 하는 배수구가 마련된다.
또한, 상기 급수장치는 상기 공급부에 배치되어 상기 공급부에 채워진 물의 수위를 측정하는 수위감지센서를 더 포함한다.
또한, 상기 광학유닛은 상기 광학 프레임의 상기 프리즘의 외곽측에 배치되어 상기 프리즘과 상기 홀로그램 마스크 사이 공간으로 공급된 물의 누설을 방지하기 위한 실링부재를 더 포함한다.
또한, 상기 실링부재에는 레비린스 형태로 형성된 실링부가 마련된다.
또한, 상기 실링부재에는 플러스 압으로 유지되는 양압부가 마련되며,
상기 양압부에는 플러스 압이 전달되는 양압유로가 연결된다.
또한, 상기 실링부재에는 마이너스 압으로 유지되는 음압부가 마련된다.
또한, 상기 음압부의 상면에는 마이너스 압이 전달되는 음압유로가 연결되며, 상기 프리즘측에 위치한 상기 음압부의 일측에는 상측을 향하여 경사지게 연장된 가이드면이 마련된다.
또한, 상기 가이드면에는 소수성 재질로 이루어진 발수층이 형성된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 노광장치는 광을 발생시키는 광원과, 홀로그램 패턴이 형성된 홀로그램 마스크와, 일면이 상기 홀로그램 마스크와 대향되도록 이격 배치되는 프리즘과, 상기 프리즘과 상기 홀로그램 마스크 사이의 공간에 물을 공급하는 급수장치를 포함한다.
또한, 상기 급수장치는 상기 프리즘과 상기 홀로그램 마스크 사이의 공간에 비하여 상대적으로 높은 위치에 마련되어 수두차에 의해 상기 상기 프리즘과 상기 홀로그램 마스크 사이의 공간으로 물이 공급될 수 있도록 하는 저장실을 포함한다.
또한, 상기 급수장치는 상기 저장실에 물을 공급하는 펌프와, 상기 저장실 하부 공간을 물이 저장되는 저장실과 수두차에 의해 물이 상기 프리즘과 상기 홀로그램 마스크 사이 공간으로 공급되도록 하는 공급실로 구획하는 구획부재와, 상기 공급실에 배치되어 상기 공급실 내의 물 수위를 감지하는 수위감지센서를 포함한다.
또한, 상기 프리즘이 장착되며 상기 홀로그램 마스크 상에 이동 가능하게 배치되는 광학 프레임과, 상기 광학 프레임의 상기 프리즘 외곽측에 배치되어 상기 프리즘과 상기 홀로그램 마스크 사이 공간으로 공급된 물의 누설을 방지하기 위한 실링부재를 더 포함한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 노광장치는 광학유닛이 홀로그램 마스크 상에서 이동하며 노광을 수행하게 되므로, 광학유닛 및 광학유닛에 장착된 프리즘의 크기는 홀로그램 마스크의 사이즈에 관계없이 일정 이하로 유지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 노광장치는 서로 이격된 프리즘과 홀로그램 마스크 사이의 공간에 물이 채워져 물이 굴절률 정합액의 역할을 수행하도록 되어 있으므로, 굴절률 정합액 등을 제거할 필요가 없어져 홀로그램 마스크의 교체가 간단히 이루어진다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 하나의 실시예에 따른 노광장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 노광장치는 일면에 포토레지스트 층(21)이 형성된 기판(20)에 홀로그램 패턴을 형성하기 위한 장치로써, 광을 발생시키는 광원(10)과, 광원(10)에서 발생한 광을 확대시키는 집광렌즈(11) 및 결상렌즈(12)와, 기판(20)에 형성할 홀로그램 패턴과 대응하는 홀로그램 패턴이 형성되어 기판(20) 상에 배치되는 홀로그램 마스크(30)와, 광원(10)에서 발생한 광이 홀로그램 마스크(30)를 통해 포토레지스트 층(21)에 조사되도록 하는 광학유닛(40)을 포함한다.
광학유닛(40)은 도 2에 도시한 바와 같이 집광렌즈(11) 및 결상렌즈(12)에 의해 확대된 광을 홀로그램 마스크(30)측으로 안내하기 위한 미러(41)와, 그 일면이 홀로그램 마스크(30)와 대향하도록 배치되는 프리즘(42)과, 내부에 미러(41)와 프리즘(42)이 장착되며 홀로그램 마스크(30) 상에 이동 가능하게 배치되는 광학 프레임(43)을 포함한 것으로, 이와 같이 광학 프레임(43)을 홀로그램 마스크(30) 상에 이동 가능하게 배치하여 광학유닛(40)이 홀로그램 마스크(30) 상에서 이동할 수 있도록 하면, 광학유닛(40)이 이동하며 기판(20)의 포토레지스트 층(21)에 부위 별로 광을 조사하여 순차적으로 노광이 이루어지게 할 수 있게 되므로, 홀로그램 마스크(30)의 크기를 크게 구성하더라도 광학유닛(40)의 크기는 일정 이하로 작게 구성할 수 있다.
상술한 바와 같이 광학유닛(40)은 홀로그램 마스크(30) 상에서 이동하도록 되어 있으므로, 프리즘(42)과 홀로그램 마스크(30)는 광학유닛(40)이 이동하는 과정에서 서로 마찰하는 것을 방지할 수 있도록 서로 이격되게 배치된다.
이와 같이 프리즘(42)과 홀로그램 마스크(30)를 서로 이격 배치하면 프리즘(42)과 홀로그램 마스크(30) 사이에서 광이 전반사될 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 프리즘(42)과 홀로그램 마스크(30) 사이의 공간에는 물이 채워지도록 되어 있으며, 노광장치에는 프리즘(42)과 홀로그램 마스크(30) 사이의 공간에 물을 공급하기 위한 급수장치가 포함되어 있다.
급수장치는 광학 프레임(43)에 마련되어 물이 저장되는 저장실(44)과, 저장실(44)에 물을 공급하기 위한 펌프(13)를 포함한 것으로, 이와 같이 프리즘(42)과 홀로그램 마스크(30) 사이의 공간에 물을 공급하여 물이 굴절률 정합액의 역할을 수행하도록 하면, 홀로그램 마스크(30)를 교체할 경우에도 굴절률 정합액을 제거하기 위한 공정 등을 거칠 필요가 없어 홀로그램 마스크(30)를 간단히 교체할 수 있다.
또한, 저장실(44)은 수두차에 의해 프리즘(42)과 홀로그램 마스크(30) 사이의 공간으로 물이 공급될 수 있도록 하기 위해 프리즘(42)과 홀로그램 마스크(30) 사이의 공간에 비하여 상대적으로 높은 위치에 마련되며, 저장실(44)의 하부에는 저장실(44)의 하부 공간을 구획하는 구획부재(45)가 마련되어 구획부재(45)에 의해 저장실(44)의 하부 공간이 물이 저장되는 저장부(44a)와 수두차에 의해 물이 프리즘(42)과 홀로그램 마스크(30) 사이의 공간으로 공급되도록 하는 공급부(44b)로 구 획된다.
저장부(44a)에는 펌프(13)로부터 물을 전달받는 급수구(43a)가 마련되며, 공급부(44b)에는 물이 프리즘(42)과 홀로그램 마스크(30) 사이의 공간으로 공급될 수 있도록 하는 배수구(43b)가 마련된다. 펌프(13)의 흡입측은 프리즘(42)과 홀로그램 마스크(30) 사이 공간의 물이 펌프(13)로 흡입될 수 있도록 하는 흡수유로(43c)와 연결되며, 펌프(13)의 토출측은 급수구(43a)에 연결된다. 저장실(44)의 공급부(44b)에는 공급부(44b)에 채워진 물의 수위를 측정하기 위한 수위감지센서(46)가 배치되어 공급부(44b)에 채워진 물의 높이에 따라 펌프(13)가 동작하도록 되어 있다.
따라서, 공급부(44b)에 채워진 물의 높이가 설정된 높이 이하인 것이 수위감지센서(46)에 의해 감지되면, 펌프(13)가 동작하며 저장부(44a)에 물이 공급되고, 저장부(44a)의 물이 구획부재(45)를 넘어 공급부(44b)로 공급되며, 공급부(44b)의 물이 수두차에 의해 배수구(43b)를 통해 프리즘(42)과 홀로그램 마스크(30) 사이의 공간으로 공급된다. 프리즘(42)과 홀로그램 마스크(30) 사이 공간의 물은 흡수유로(43c)를 통해 다시 펌프(13)로 전달되어 순환한다.
이와 같이 저장실(44)을 구획부재(45)를 통해 저장부(44a)와 공급부(44b)로 구획하면 저장부(44a)에 담긴 물에는 펌프(13)의 동작에 따른 맥동이 전달되나, 이러한 맥동은 구획부재(45)에 의해 차단되어 공급부(44b)에 담긴 물에는 전달되지 않는다. 따라서, 맥동이 프리즘(42)과 홀로그램 마스크(30) 사이의 공간으로 전달되어 프리즘(42)과 홀로그램 마스크(30) 사이를 통과하는 광의 굴절에 영향을 끼치 는 것은 예방된다.
또한, 광학유닛(40)에는 광학 프레임(43)의 프리즘(42) 외곽측에 배치되어 프리즘(42)과 홀로그램 마스크(30) 사이의 공간으로 공급된 물이 누설되는 것을 방지하는 실링부재(47)가 배치된다. 홀로그램 마스크(30)와 대향되어 홀로그램 마스크(30)에 접하는 실링부재(47)의 하면에는 레비린스 형태로 마련되어 실링부재(47)와 홀로그램 마스크(30)와의 사이를 통한 물의 누설을 방지하는 실링부(47a)와, 오목하게 형성되며 그 내부가 플러스 압으로 유지되어 광학유닛(40)이 용이하게 홀로그램 마스크(30) 상에서 이동할 수 있도록 하는 양압부(47b)와, 오목하게 형성되며 그 내부가 마이너스 압으로 유지되어 양압부(47b)로 주입된 공기가 외부로 배출될 수 있도록 하는 음압부(47c)가 마련된다.
양압부(47b)에는 공기 압축기(14)로부터 플러스 압을 전달받는 양압유로(43d)가 상면에 연결되고, 음압부(47c)에는 진공펌프(15)로부터 마이너스 압을 전달받는 음압유로(43e)가 연결된다. 또한, 프리즘(42) 측에 위치한 음압부(47c)의 일측에는 상측으로 경사지게 연장되어 실링부(47a)를 통과하여 누설된 물이 음압부(47c) 상면에 마련된 음압유로(43e)로 이동할 수 있도록 안내하는 가이드면(47d)이 마련된다. 가이드면(47d)에는 소수성 재질인 테트론 등이 코팅되어 형성되는 발수층이 마련되어 물이 가이드면(47d)에 잔류하지 않고 원활하게 음압유로(43e)로 이동할 수 있도록 한다. 따라서, 양압부(47b)에 주입된 공기와 실링부(47a)를 통과하여 음압부(47c)로 누설된 물은 음압유로(43e)를 통해 외부로 배출된다.
본 발명은 상기에서 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 노광장치의 개략적인 구성을 보인 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 노광장치의 광학유닛 구성을 보인 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 광원 20: 기판
21: 포트레지스트 층 30: 홀로그램 마스크
40: 광학유닛 41: 미러
42: 프리즘 43: 광학 프레임
44: 저장실 45: 구획부재
46: 수위감지센서 47: 실링부재

Claims (20)

  1. 광을 발생시키는 광원과,
    홀로그램 패턴이 형성된 홀로그램 마스크와,
    상기 홀로그램 마스크 상에 이동 가능하게 배치되며 상기 광원에서 발생한 광을 상기 홀로그램 마스크로 안내하는 광학유닛을 포함하는 노광장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학유닛은 일면이 상기 홀로그램 마스크와 대향되도록 이격 배치되는 프리즘과, 상기 프리즘이 장착되며 상기 홀로그램 마스크 상에 이동 가능하게 배치되는 광학 프레임을 포함하는 노광장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 프리즘과 상기 홀로그램 마스크 사이의 공간에 물을 공급하는 급수장치를 더 포함하는 노광장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 급수장치는 상기 프리즘과 상기 홀로그램 마스크 사이의 공간에 비하여 상대적으로 높은 위치에 마련되어 수두차에 의해 상기 상기 프리즘과 상기 홀로그램 마스크 사이의 공간으로 물이 공급될 수 있도록 하는 저장실을 포함하는 노광장 치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 급수장치는 상기 저장실로 물을 공급하는 펌프와, 상기 저장실의 하부 공간을 물이 저장되는 저장부와 수두차에 의해 물이 상기 프레임과 상기 홀로그램 마스크 사이의 공간으로 공급되도록 하는 공급부로 구획하는 구획부재를 포함하는 노광장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 저장부에는 상기 펌프에 의해 공급된 물이 전달되는 급수구가 마련되며, 상기 공급부에는 상기 프리즘과 상기 홀로그램 마스크 사이 공간으로 물이 공급될 수 있도록 하는 배수구가 마련되는 노광장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 급수장치는 상기 공급부에 배치되어 상기 공급부에 채워진 물의 수위를 측정하는 수위감지센서를 더 포함하는 노광장치.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 광학유닛은 상기 광학 프레임의 상기 프리즘의 외곽측에 배치되어 상기 프리즘과 상기 홀로그램 마스크 사이 공간으로 공급된 물의 누설을 방지하기 위한 실링부재를 더 포함하는 노광장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 실링부재에는 레비린스 형태로 형성된 실링부가 마련되는 노광장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 실링부재에는 플러스 압으로 유지되는 양압부가 마련되며,
    상기 양압부에는 플러스 압이 전달되는 양압유로가 연결되는 노광장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 실링부재에는 마이너스 압으로 유지되는 음압부가 마련되는 노광장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 음압부의 상면에는 마이너스 압이 전달되는 음압유로가 연결되며,
    상기 프리즘측에 위치한 상기 음압부의 일측에는 상측을 향하여 경사지게 연장된 가이드면이 마련되는 노광장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 가이드면에는 소수성 재질로 이루어진 발수층이 형성되는 노광장치.
  14. 광을 발생시키는 광원과,
    홀로그램 패턴이 형성된 홀로그램 마스크와,
    일면이 상기 홀로그램 마스크와 대향되도록 이격 배치되는 프리즘과,
    상기 프리즘과 상기 홀로그램 마스크 사이의 공간에 물을 공급하는 급수장치를 포함하는 노광장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 급수장치는 상기 프리즘과 상기 홀로그램 마스크 사이의 공간에 비하여 상대적으로 높은 위치에 마련되어 수두차에 의해 상기 상기 프리즘과 상기 홀로그램 마스크 사이의 공간으로 물이 공급될 수 있도록 하는 저장실을 포함하는 노광장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 급수장치는 상기 저장실에 물을 공급하는 펌프와, 상기 저장실 하부 공간을 물이 저장되는 저장실과 수두차에 의해 물이 상기 프리즘과 상기 홀로그램 마스크 사이 공간으로 공급되도록 하는 공급실로 구획하는 구획부재와, 상기 공급실에 배치되어 상기 공급실 내의 물 수위를 감지하는 수위감지센서를 포함하는 노광장치.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 프리즘이 장착되며 상기 홀로그램 마스크 상에 이동 가능하게 배치되는 광학 프레임과,
    상기 광학 프레임의 상기 프리즘 외곽측에 배치되어 상기 프리즘과 상기 홀로그램 마스크 사이 공간으로 공급된 물의 누설을 방지하기 위한 실링부재를 더 포함하는 노광장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 홀로그램 마스크와 대향되어 상기 홀로그램 마스크와 접하는 상기 실링부재의 일면에는 레비린스 형태로 형성된 실링부와, 플러스 압으로 유지되는 양압부와, 마이너스 압으로 유지되는 음압부가 마련되는 노광장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 양압부에는 플러스 압이 전달되는 양압유로가 연결되고,
    상기 음압부의 상면에는 마이너스 압이 전달되는 음압유로가 연결되며,
    상기 프리즘측에 위치한 상기 음압부의 일측에는 상측을 향하여 경사지게 연장된 가이드면이 마련되는 노광장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 가이드면에는 소수성 재질로 이루어진 발수층이 형성되는 노광장치.
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