KR900002716B1 - 레이져묘화기의 집광광학장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

레이져묘화기의 집광광학장치
제 1 도는 본 발명 레이져묘화기의 집광 광학장치의 정면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
L1 : 집광렌즈 L2 : 대안렌즈
L3 : 집속렌즈 BS : 광속분리기
F1,F2 : 촛점거리 1' : 평면이송대
본 발명은 레이져광속을 집속하여 미세한패턴을 묘화(Graphic)하는데 사용되는 레이져 묘화기의 집광광학장치에 관한 것이다. 일반적으로 레이져묘화기는 레이져광속을 접속하며 매우작은 한점으로 모을수 있으며 레이져광속의 단면에너지 분포가 가우스(Gaussiam) 형태를 갖는다고 가정하면 접속된 광속의 초소직경 (D)는 D=1.22 fλ/d로 계산된다.
(λ) : 레이져광속의 파장, d는 입사광의 직경 f : 집속렌저의 촛점거리이다) 여기서 가기광을 사용하는 경우 최소직경(D)은 1㎛정도의 크기로 접속시키는 것은 어렵지 않다. 이와같이 집속된 광속을 감광성기판에 조사함과 동시에 레이져광속과 감광성기판의 상대적인 위치를 이동시킴에 따라 원하는 형태의 미세한 패턴을 형성시킬수 있다. 따라서 이는 반도체 제조 공정에서 사용되는 마스크(mask)의 제작이나 마스크 없이 직접시료 표면에 패턴을 형성시키는 마스크레스(maskless) 리소그래피(lithography) 등에 사용되는바 그러나 일반적으로 레이져광속을 움직이는 것은 구조가 복잡해질 뿐아니라 넓은 면적에 걸쳐 정밀한 패턴을 형성시키기는 어렵기 때문에 레이져 광속의 위치는 일정하게 고정시키고 감광성기판을 움직이는 구조를 채택하고 있다. 따라서 레이져묘화기에 의하여 형성되는 패턴의 선폭을 집속된 레이져 광속의 직경 노광량(광속의 세기×노출시간) 감광체의 감마값(γ-Value) 감광재의 분광감도 특성등의 영향을 받게되며 선포의 정밀한 조정을 위해서는 이와 같은 값들을 정확히 조절할 필요가 있다. 또한 패턴의 형태 및 종류에 따라 선폭이 달라지므로 접속된 레이져 광속의 직경을 레이져묘화기를 사용하는 도중에 측정 관찰하고 조절할수 있어야하며 이를 위해서는 레이져묘화기의 집광부에 피사체 관측기능과 광속직경조절기능이 부가되어야 한다. 따라서 종래에는 광렌즈를 교환하거나 단순히 집광렌즈와 시료와의 거리를 변환 시킴으로써 집속된 광속의 직경을 변화시켰으나 전자의 경우 광속의 직경을 연속적으로 변화시키는 것이 불가능하고 후자의 경우 피사체 관측기능을 부가할 경우 집광 렌즈의 위치변화에 따라 관측기능이 영향을 받게 되므로 계속해서 재조정을 해야한다는 어려운 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 레이져광속이 입사되는곳에 접속렌즈 및 광속분리기를 별도로 설치하여 피사체 관측기능과 광속직경조절기능을 분리하여 광속직경을 변화시키는 경우에도 아무런 영향을 받지않고 피사체 및 레이져 광속의 집광상태를 관측할 수 있도록 한것으로 이하첨부된 도면에 의하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
제 1 도에 도시한 바와 같이 평면이송대(1)와 소정기를 두고 집광렌즈(L1) 및 대안렌즈(L2)를 상하로 이동될 수 있게 설치하여 평면이송대(1)위의 피사체가 상기 집광렌즈(L1)에 의하여 촛점거리(f1)위치에 도립실상을 형성하고 이 도립실상은 대안렌즈(L2)에 의하여 확대된 도립허상으로 관측될 수 있게 한것에 있어서 상기 집광렌즈(L1)와 대안렌즈(L2)사이에 레이져광속을 접속하는 집속렌즈(L3)과 이와 대응하는 위치에 광속분리기(Bean Splitter)(BS)를 설치하되 상기 집광렌즈(L1)와 대안렌즈(L2)의 움직임과 관계없이 일정한 위치에 고정되도록 한것으로 이하첨부된 도면에 의하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 피사체 관착기능을 집속렌즈(L3) 기능을 겸하고 있는 집광렌즈(L1)와 대안렌즈(L2)로 구성된 일반적인 현미경구조에 의하여 수행되며 평면이송대(1)위의 피사체는 집광렌즈(L1)에 의하여 촛점거리(F1)위치에 도립실상을 형성하며 이 도립실상은 대안렌즈(L2)에 의하여 확대된 도립허상으로 관측기능을 수행할 수 있고 또한 레이져광속은 집속렌즈(L3)에 의하여 촛점거리(F2) 위치에 1차로 집속되며 촛점거리(F2)를 지나 발산되는 레이져 광속은 광속분리기(BS)에 의하여 반사되어 피사체 관측용현미경의 광축상을 진행하게 된다.
만일 광속분리기(BS)의 중심점(S)에서 촛점거리(F2)까지의 거리가 중심점(S)에서 촛점거리(F1)까지의 거리와 같다고 하면 촛점거리(F2)를 지나 발산하는 레이져광속은 렌즈의 결상원리에 따라 집광렌즈(L1) 기능을 겸하고 있는 대물렌즈(L1)에 의하여 평면이송대(1)위의 피사체에 촛점을 형성한다. 피사체위에 접속된 레이져광속은 일부가 반사되며 이들 집광렌즈(L1) 대안렌즈(L2)로 구성된 현미경을 통하여 관측함으로써 집속된 레이져 광속의 직경 및 상태를 관측할 수 있다. 이때 집속렌즈(L3)을 앞뒤로 이동시킴으로써 집광렌즈(L1)를 거쳐 시료면상에 집속되는 레이져광속의 촛점위치를 제어할 수 있고 따라서 시료면상에 접속된 레이져광속의 직경을 임의로 바꿀 수 있는 것이다. 이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 레이져묘화기는 평면이송대 상부에 집광렌즈와 대안렌즈가 이동자재되게 설치된 관측용현미경에 레이져광속을 집속하는 집속렌즈와 이 집속된 레이져광속을 반사시키는 광속분리기를 설치하여 줌으로써 시료면에 집속되는 레이져광속의 크기와 상태를 관측함과 동시에 집속되는 광속의 직경을 임의로 저절할 수 있기 때문에 레이져묘화기에서 별도의 집광렌즈 없이 집광렌즈와 시료면과의 거리를 조절할 수 있어 관축기능에 아무런 영향을 주지 않고 광속을 변화시킬 수 있는 장점을 제공해 줄수 있는 것이다.

Claims (3)

  1. 평면이송대(1)와 소정거리 두고 집광렌즈(L1) 및 대안렌즈(L2)를 상하로 이동되게 설치하여 피사체를 확대관측할 수 있도록된 것에 있어서, 상기 집광렌즈(L1)와 대안렌즈(L2)사이에 레이져광속을 집속하는 집속렌즈(L3)와 집속된 레이져광속을 집속하는 집속렌즈(L3)와 집속된 레이져광속을 반사시키는 광속분리기(BS)를 설치하여 관측기능에 아무런 영향없이 광속의 직경을 변화시킬 수 있게한 것을 특징으로 하는 레이져묘화기의 집광광학장치.
  2. 제 1 항에 있어서 광속분리기(BS)를 직광렌즈(L1)와 대안렌즈(L2)사이에 설치하되 집광렌즈(L1)와 대안렌즈(L2)의 상하이동에 관계없이 일정하게 고정되게 한 것을 특징으로 하는 레이져묘화기의 집광광학장치.
  3. 제 1 항에 있어서 레이져광속을 집속하는 집속렌즈(L3)은 앞뒤로 이동시켜 시료상에 접속되는 레이져광속의 촛점위치를 제어할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 레이져묘화기의 집광광학장치.
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