WO2017135683A1 - Light source module unit for exposure and exposure device having same - Google Patents

Light source module unit for exposure and exposure device having same Download PDF

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WO2017135683A1
WO2017135683A1 PCT/KR2017/001095 KR2017001095W WO2017135683A1 WO 2017135683 A1 WO2017135683 A1 WO 2017135683A1 KR 2017001095 W KR2017001095 W KR 2017001095W WO 2017135683 A1 WO2017135683 A1 WO 2017135683A1
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unit
exposure
light source
light emitting
light
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Application number
PCT/KR2017/001095
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조남직
인치억
박종원
송우리
정해일
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조남직
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00Refractors for light sources
    • F21V5/04Refractors for light sources of lens shape
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21KNON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50Cooling arrangements
    • F21V29/70Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor

Definitions

  • the present invention relates to an exposure light source, and more particularly, to an exposure ultraviolet light emitting device (UV LED) light source module unit used in a photolithography process in order to form a fine circuit pattern on a semiconductor wafer, an image display panel, or the like.
  • UV LED exposure ultraviolet light emitting device
  • the exposure performance by maximizing the light output power and illuminance distribution by the configuration of an array module in which the optical array structure of the condenser lens and the shape structure of the condenser lens for the light source, the UV light source (UV LED), are optimally combined.
  • UV light emitting device for improving efficiency and exposure efficiency and improving cost performance ratio by easily replacing the light source module set-up with the existing exposure apparatus.
  • LED A light source module unit and an exposure apparatus provided with the light source module unit.
  • LCDs liquid crystal displays
  • OLEDs organic light emitting diodes
  • PDPs plasma display panels
  • the display panel is manufactured so that a fine circuit pattern is formed by an optical microfabrication technique, collectively called photolithography, in an exposure process on its manufacturing process.
  • an ultra-high pressure mercury lamp or a halogen lamp is mainly used as an exposure light source used in a conventional exposure process.
  • a conventional exposure light source is an exposure process due to low efficiency and high cost due to low lifetime and high power consumption.
  • efficient problems of the environment as well as environmental problems are exposed.
  • UV light emitting devices have low power consumption, long life, selective use of single wavelengths, and short wavelengths.
  • the trend has been spotlighted as an alternative to the conventional light source for exposure.
  • UV LED ultraviolet light emitting element
  • the present invention is derived under the technical background as described above, and the problems of the background art described above are retained by the applicant for the derivation of the present invention or newly acquired and secured in the derivation process of the present invention. It is not known to the public before the application of the invention.
  • the present invention has been made to improve this in consideration of the problems of the conventional light source for exposure of an exposure apparatus under the background art as described above, and an object of the present invention is to maximize exposure performance by maximizing light output power and illuminance distribution.
  • an ultraviolet light emitting device (UV LED) light source module unit capable of effectively improving exposure efficiency and an exposure apparatus provided with the light source module unit.
  • Another object of the present invention is to provide a low power consumption ultraviolet light emitting device (UV LED) light source module unit capable of miniaturizing an exposure pattern and realizing a high resolution by maximizing light output power and illuminance distribution, and an exposure including the unit as a light source. It is for providing a device.
  • UV LED ultraviolet light emitting device
  • Another object of the present invention is to replace the light source module that is set-up (up-up) in the existing exposure apparatus to easily increase the cost performance ratio (cost performance ratio) of an economical exposure ultraviolet light emitting device (UV LED)
  • a light source module unit and an exposure apparatus provided with the light source module unit are identical to each object of the present invention.
  • a light source module unit for exposure includes: a light source panel in which a plurality of unit ultraviolet light emitting elements are mounted in a matrix-type array structure on a circuit board and mounted on a support panel; The center of the ultraviolet light emitting element array on the light source panel with respect to the main light axis in the lens panel disposed on the light output side of the light emitting element so as to face the light source panel, a plurality of unit condensing lenses respectively corresponding to the light emitting element And a first optical panel formed in an array structure in a matrix form eccentric to an arbitrary reference center axis side passing through the light source.
  • the unit condensing lens includes a plane and a light curvature within ( ⁇ ) 0.15.
  • a light exit surface formed of a convex lens wherein the light exit surface is formed of a convex lens, and the unit ultraviolet light emitting element and the unit are formed in any one selected from the concave surface having (R) and the convex surface having curvature R within (+) 0.15.
  • the separation distance C1 of the condensing lens is arranged to satisfy a value of 0.15 ⁇ C1 / d ⁇ 0.5 with respect to the diameter d of the unit condensing lens.
  • an exposure apparatus includes an exposure table for supporting an exposure substrate coated with a photosensitive agent, and driving means for driving the exposure table in a movable state on XY plane coordinates. And an exposure light source module unit provided to emit illumination light to a mask for forming an exposure pattern of the substrate, an optical system provided between the substrate and the light source module unit for exposure, and driving of the exposure means and the light source unit for exposure.
  • An exposure apparatus comprising a control means for controlling the apparatus, the exposure light source module unit comprising: a light source panel configured to mount a plurality of unit ultraviolet light emitting elements in a matrix-type array structure on a circuit board and mounted on a support panel; The center of the ultraviolet light emitting element array on the light source panel with respect to the main light axis in the lens panel disposed on the light output side of the light emitting element so as to face the light source panel, a plurality of unit condensing lenses respectively corresponding to the light emitting element And a first optical panel formed in an array structure in a matrix form eccentric to an arbitrary reference center axis side passing through the light source.
  • the unit condensing lens includes a plane and a light curvature within ( ⁇ ) 0.15.
  • a light exit surface formed of a convex lens wherein the light exit surface is formed of a convex lens, and the unit ultraviolet light emitting element and the unit are formed in any one selected from the concave surface having (R) and the convex surface having curvature R within (+) 0.15.
  • the separation distance of the condenser lens may be arranged to satisfy a value of 0.15 ⁇ C1 / d ⁇ 0.5 with respect to the diameter of the unit condenser lens.
  • the curvature of the convex lens is defined as (+), and the curvature of the concave lens is defined as (-).
  • the diameter of the unit condenser lens of the first optical panel satisfies a value of 2.8 ⁇ d / C1 ⁇ 5.8 with respect to the separation distance between the unit ultraviolet light emitting element and the unit condenser lens of the first optical panel. It is formed to.
  • it may have a configuration further provided with a second optical panel arranged side by side on the light exit side of the first optical panel.
  • a plurality of unit condensing lenses each having a light incident surface and a light emitting surface formed of convex lenses are respectively disposed on the light source panel with respect to the main light axis at positions corresponding to the light emitting elements, respectively. It is provided in an array structure in the form of a matrix eccentrically toward any reference central axis side passing through the center of the ultraviolet light emitting element array.
  • the separation distance C2 between the unit condenser lens of the first optical panel and the unit condenser lens of the second optical panel is the second optical. It is preferable to have a structure arranged so as to satisfy the value of C2 / d2 < 0.8 with respect to the diameter of the unit condensing lens of the panel.
  • the diameter of the unit condenser lens of the second optical panel is preferably formed so as to satisfy a value of 0.7 ⁇ d2 / d ⁇ 1.2 with respect to the diameter of the unit condenser lens of the first optical panel.
  • the unit condensing lens is gradually spaced apart from an arbitrary reference central axis side passing through the center of the ultraviolet light emitting element array on the light source panel and disposed closer to the edge, so that the main optical axis of the corresponding unit ultraviolet light emitting element is corresponding.
  • the array structure has a matrix form in which the amount of eccentricity increases, and the diffused light emitted from each unit ultraviolet light emitting element is focused on the light receiving area set in the optical system of the exposure apparatus.
  • ultraviolet rays spaced apart from the reference center axis side passing through the center of the ultraviolet light emitting element array on the light source panel with respect to the optical distance "a" set in the optical system from the ultraviolet light emitting element to the light receiving region are spaced apart from the reference center axis side passing through the center of the ultraviolet light emitting element array on the light source panel with respect to the optical distance "a" set in the optical system from the ultraviolet light emitting element to the light receiving region.
  • the ultraviolet light emitting device may be mounted on the unit circuit board as a packaged LED light source.
  • the support panel constituting the light source panel may have a configuration in which a plurality of packaged LED light sources are mounted on a plurality of unit circuit boards, respectively.
  • the ultraviolet light emitting device may be mounted as a packaged LED light source on a single circuit board.
  • the ultraviolet light emitting device may be mounted as an LED light source on a single or multiple circuit boards in the form of a single chip or a plurality of chips.
  • the light source panel and the optical panel is preferably configured in a unit state that is supported by the housing and detachable to the exposure apparatus, the heat dissipation means may be further provided around the light source panel and the optical panel. .
  • the light condensing lens array module optical panel which can maximize the condensing efficiency for the light source panel, which is a plurality of ultraviolet light emitting element (UV LED) array modules, is optimally combined with low power consumption. High power and high efficiency exposure process by single wavelength and short wavelength of ultraviolet rays can be realized. Accordingly, the light source module unit for exposure according to the present invention can provide an exposure apparatus capable of miniaturizing an exposure pattern and achieving breakthrough high resolution by effectively improving exposure performance and exposure efficiency.
  • UV LED ultraviolet light emitting element
  • the light source module unit for exposure it is possible to easily replace the light source module that is set-up (set-up) to the existing exposure apparatus can be replaced by a compatible module unit cost (cost performance ratio It is possible to provide a high practical and economical exposure equipment.
  • the use of the light source module unit for exposure according to the present invention can be expected to reduce the maintenance cost through the use of low power consumption, reducing the cost of replacing the light source, improving the operating time of the exposure equipment, and solving environmental problems. .
  • the light source module unit for exposure according to the present invention can be freely selectively used as a high efficiency high power single wavelength and short wavelength ultraviolet light in particular as needed, so that the high resolution by miniaturization of the pattern which is a key technology that can realize high quality exposure Implementation is possible.
  • FIG. 1 is a schematic exploded perspective view showing a light source module unit for exposure according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view schematically showing a unit light source and a condenser lens array structure of an exposure light source module unit according to the present invention
  • FIG. 3 is a schematic plan view schematically showing an array structure of an ultraviolet light emitting element composed of a unit light source of an exposure light source module unit according to the present invention
  • FIGS 4 and 5 are schematic diagrams shown for explaining the eccentric array structure of the unit light source and the condenser lens of the light source module unit for exposure according to the present invention, respectively.
  • 6 and 7 are schematic cross-sectional views schematically showing the range of the light incident surface curvature of the unit condenser lens of the light source module unit for exposure according to the present invention, respectively.
  • Figure 11 is a schematic exploded perspective view showing a light source module unit for exposure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic perspective view schematically illustrating a unit light source and a condenser lens array structure of an exposure light source module unit according to another embodiment of the present invention shown in FIG. 11;
  • FIG. 12 is a schematic perspective view schematically illustrating a unit light source and a condenser lens array structure of an exposure light source module unit according to another embodiment of the present invention shown in FIG. 11;
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view schematically showing the relationship between an optical structure and an arrangement state of a unit condenser lens of an exposure light source module unit according to another embodiment of the present invention illustrated in FIGS. 11 and 12. .
  • FIG. 14 and FIG. 15 are light irradiation surfaces according to the relationship between the optical structure and the arrangement state of the unit condenser lens of the light source module unit for exposure according to another embodiment of the present invention shown in FIGS. 11 and 11, respectively.
  • Figure shows the measurement of the roughness of the graph.
  • 16 is a view showing the photographed light irradiation state of the light source module unit for exposure according to the present invention.
  • FIG. 17 is an external perspective view schematically showing a state in which a light source module unit for exposure according to the present invention is unitized by a housing;
  • FIG. 18 illustrates the results of measuring CD values according to mask line widths by photographing main portions of circuit patterns formed on a wafer by an exposure light source module unit and a conventional exposure light source, a mercury lamp (Hg Lamp) according to the present invention. Shown.
  • FIG. 19 is a graph illustrating measurement results of CD values according to mask line widths of circuit patterns formed on a wafer by a light source module unit for exposure according to the present invention and a mercury lamp (Hg Lamp) that is a conventional light source for comparison, respectively.
  • Hg Lamp mercury lamp
  • Fig. 20 is a schematic structural diagram schematically showing an essential part of an exposure apparatus to which an exposure light source module unit according to the present invention is applied.
  • a plurality of unit ultraviolet light emitting devices (UV LEDs) 111 are mounted on a circuit board 112 in a matrix-type array structure.
  • a plurality of unit condensing on the light source panel 110 configured to be mounted on the support panel 113 and the lens panel 122 disposed on the light output side of the ultraviolet light emitting element 111 to face the light source panel 110.
  • the lens 121 of the array of ultraviolet light emitting elements 111 on the light source panel 110 with respect to the main optical axis at the position of the interval p corresponding to the interval p of the ultraviolet light emitting element 111 array, respectively.
  • an optical panel 120 provided in an array structure in the form of a matrix eccentrically to the side of any reference central axis passing through the center O (see FIG. 2).
  • the unit condensing lens 121 is a concave surface having a light incident surface and a curvature R within ( ⁇ ) 0.15. And a convex surface having a curvature R within (+) 0.15, and a light exit surface is formed of a convex lens, and the unit ultraviolet light emitting element 111 and the unit condenser lens 121 are formed. ),
  • the separation distance C1 is arranged to satisfy a value of 0.15 ⁇ C1 / d ⁇ 0.5 with respect to the diameter d of the unit condensing lens 121.
  • the curvature of the convex lens is defined as (+), and the curvature of the concave lens is defined as (-).
  • the light source module unit 100 for exposure combines the optical arrangement structure of the unit condensing lens and the shape structure of the light incident surface and the emitting surface in an optimal state with respect to the unit ultraviolet light emitting device (UV LED) as a light source.
  • UV LED unit ultraviolet light emitting device
  • the ultraviolet light emitting element 111 emits ultraviolet light in a range of 100 nm to 410 nm in a band or more on a strip-shaped unit circuit board 112. to be mounted to the chip package or the chip and the package of the horn form of the LED light source the sum is preferred.
  • the light source panel 110 is mounted in a state in which a plurality of strip-shaped unit circuit boards 112 are arranged side by side on the support panel 113 and mounted on the unit circuit boards 112, respectively.
  • Reference numeral 111 constitutes an array module in matrix form on xy coordinates.
  • the ultraviolet light emitting element 111 and the chip, package or chip that emits ultraviolet light in the range of 100nm wavelength range to 410nm wavelength to form a matrix array structure on a single circuit board 112 of a larger area;
  • the package can be mounted as a mixed LED light source.
  • FIG 3 is a schematic plan view schematically showing an array structure of the ultraviolet light emitting element 111 provided as a unit light source of the exposure light source module unit 100 according to the present invention.
  • the exposure light source module unit 100 includes a plurality of xy rectangular coordinates whose origin is the center O of the array of ultraviolet light emitting elements 111 on the light source panel 110.
  • the ultraviolet light emitting element 111 is configured to form an array structure of a matrix form spaced apart at regular intervals p.
  • the support panel 113 is illustrated as a rectangular panel, but the shape structure of the support panel 113 is shown as an embodiment, and the light source module unit 100 for exposure according to the present invention is limited. no.
  • the light source module unit 100 for exposure may be applied to an embodiment modified in various shape structures such as, for example, a disc shaped panel.
  • the shape structure of the support panel 113 in which the ultraviolet light emitting element 111 is arrayed according to the specification or configuration of an exposure apparatus to which the exposure light source module unit 100 according to the present invention is mounted as a light source, an exposure target or an exposure pattern, etc. It may be modified in various forms to be employed in an optimal state.
  • the ultraviolet light emitting element 111 is arranged in the horizontal and vertical rows of an odd number (9) in the support panel 113, as illustrated in FIG.
  • the unit ultraviolet light emitting device 111 may be disposed at the center O of the ultraviolet light emitting device array.
  • unit ultraviolet light is emitted at the center O of the ultraviolet light emitting element array of the light source panel 110. It has an array structure in which the arrangement of the elements 111 is excluded.
  • a light receiving region in which diffused light irradiated from each unit ultraviolet light emitting element is collected by the condensing lens 121 (FIGS. 4 and 5). It is arranged coaxially with the center of reference numeral "A" of the reference numeral, and serves as a reference for determining the amount of eccentricity (see e1, e2, en in FIGS. 2 and 4) of each unit condensing lens 121.
  • the light receiving region (see reference numeral “A” in FIGS. 4 and 5) is apertured so as to form a focusing target through which focused light passes through a reflecting mirror provided in an optical system of an exposure apparatus, which is not shown. It is prepared in the form.
  • the diffused light emitted from each unit ultraviolet light emitting element 111 is collected and refracted by the condensing lens 121 to be formed as a condensing target of the light receiving region. Condensed to pass through the aperture.
  • the center O of the ultraviolet light emitting element 111 array on the light source panel 110 and the center of the lens panel 120 are coaxially disposed.
  • the condensing lens 121 which is gradually spaced apart from the reference center axis side passing through the center O and is disposed close to the edge, is eccentric to the reference center axis side described above with respect to the main light axis of the ultraviolet light emitting element 111 corresponding thereto. Distance is gradually increased.
  • the light source module unit 100 for exposure according to the present invention is disposed so that the condenser lens 121 is eccentric with respect to the main light axis of the ultraviolet light emitting element 111, so as to perform the role and function of a strabismus lens. Done. As a result, the light emitting efficiency of the diffused light emitted from each unit UV light emitting device 111 may be maximized.
  • each unit condenser lens 121 is arranged so as to be eccentric with respect to the main optical axis of the ultraviolet light emitting element 111 in order to maximize the specific constitution and operation thereof.
  • FIGS. 4 and 5 are schematic views illustrating an array structure in which the condenser lens 121 of the light source module unit 100 for exposure according to the present invention is eccentric with respect to the main light axis of the ultraviolet light emitting element 111.
  • "b” indicates a separation distance of the ultraviolet light emitting device 111 disposed to be spaced apart from the reference center axis side passing through the center O of the ultraviolet light emitting device array of the light source panel 110.
  • c represents a distance between the ultraviolet light emitting element 111 and the condenser lens 121 at a facing distance
  • x represents an eccentricity between the central axis of the ultraviolet light emitting element 111 and the central axis of the condensing lens 121
  • T represents the diameter of the light-receiving area A.
  • the light source module unit 100 for exposure according to the present invention is optical from an ultraviolet light emitting element 111 to an aperture set to a light receiving region A that is a light collecting target.
  • the distance "a” it is preferable that the relationship of "b” and “c”, “x” and “t” mentioned above is comprised so that it may be defined by following Formula.
  • 6 and 7 are schematic cross-sectional views schematically showing the range of the light incident surface curvature R of the unit condenser lens of the light source module unit for exposure according to the present invention, respectively.
  • the exposure light source module unit 100 includes light of the unit condenser lens 121 in order to maximize the condensing efficiency of the diffused light emitted from the ultraviolet light emitting element 111.
  • the incident surface is formed in any one of a plane, a concave surface having a curvature R within (-) 0.15 and a convex surface having a curvature R within (+) 0.15, and the light exit surface is convex. It is formed into a lens.
  • the range of the light incident surface curvature R of the unit condensing lens 121 as described above is the separation distance C1 of the unit condensing lens 121 with respect to the unit ultraviolet light emitting element 111 and the The arrangement in which the relationship with respect to the diameter d of the unit condensing lens 121 satisfies the value of 0.15 < C1 / d < 0.5 has a light irradiation surface (with the actual value of " C1 / d " Target (exposure surface) by measuring the illuminance of the light emitted from the ultraviolet light emitting element 111 through the maximization of the light condensing efficiency is set to a condition that can be obtained effective and effective best illuminance.
  • the exposure light source module unit 100 when the light incident surface of the unit condenser lens 121 is formed in a plane, the exposure light source module unit 100 according to the present invention has a maximum value of 1 on a light irradiation surface. It can be seen that the output to form the illuminance.
  • the light incident surface of the unit condensing lens 121 is formed as a concave surface having a curvature R of (-) 0.15 and a convex surface having a curvature R of (+) 0.15, respectively. It can be confirmed that the illuminance of the light irradiation surface (Target) is output so as to form an illuminance of about 90% of the maximum value 1.
  • the light source module unit 100 for exposure has the light incident surface curvature R of the unit condenser lens 121 (-) 0.15 < R < (+) Has a configuration set in the range of 0.15.
  • the illuminance of the light-targeting surface (exposure surface) of the unit ultraviolet light emitting element 111 is the maximum value (1). It can be seen that the output to form a roughness of about 80%.
  • the exposure light source module unit 100 may be disposed at a separation distance C1 of the unit condensing lens 121 with respect to the unit UV light emitting element 111 and a diameter d of the unit condensing lens 121.
  • the separation distance C1 of the unit condensing lens 121 with respect to the unit ultraviolet light emitting element 111 is arranged to be set to a constant value
  • the separation distance C1 of the unit condensing lens 121 is set.
  • the relationship d / C1 of the separation distance C1 of the unit condensing lens 121 and the diameter d of the unit condensing lens 121 is about 2.8 from the light irradiation surface. It can be seen that the illuminance outputs to form an illuminance of about 80% of the maximum value 1.
  • the light source module unit 100 for exposure according to the present invention is spaced apart from the unit condenser lens 121 so as to obtain maximum illuminance by guiding through the maximization of the condensing efficiency of the diffused light emitted from the ultraviolet light emitting element 111.
  • the relationship d / C1 of the distance C1 and the diameter d of the unit condenser lens 121 is arranged so as to satisfy the value of 2.8 ⁇ d / C1 ⁇ 5.8.
  • FIG. 11 is a schematic exploded perspective view illustrating a light source module unit for exposure according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 12 is a unit light source and a condenser lens of the light source module unit for exposure according to another embodiment of the present invention shown in FIG. 11. It is a schematic perspective view which was shown typically for demonstrating an array structure.
  • a light source module unit 100 for exposure is provided with a second optical panel provided to be arranged side by side on the light exit side of the first optical panel 120. It has a configuration that further includes (130).
  • the second optical panel 130 has a plurality of unit condenser lenses 131 each having a light incident surface and a light emitting surface formed as convex lenses, respectively, with respect to the main light axis at positions corresponding to the light emitting elements 111. It is provided in a matrix-like array structure eccentric to any reference center axis side passing through the center of the ultraviolet light emitting element array on the panel 110.
  • the unit condensing lens 131 of the second optical panel 130 is disposed so as to be eccentric with respect to the main light axis of the unit ultraviolet light emitting element 111 of the light source panel 110. By performing the role and function of the lens, it serves to maximize the light condensing efficiency of the diffused light emitted from each unit ultraviolet light emitting element 111.
  • the configuration in which the unit condenser lens 131 of the second optical panel 130 is eccentric is arranged in the unit of the first optical panel 120 as described with reference to FIGS. 4 and 5. Since the condenser lens 121 is substantially the same as the array arrangement structure in which the condensing lens 121 is eccentric, a detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view schematically showing the relationship between an optical structure and an arrangement state of a unit condenser lens of an exposure light source module unit according to another embodiment of the present invention illustrated in FIGS. 11 and 12. to be.
  • the exposure light source module unit 100 may include a unit condenser lens 121 of the first optical panel 120 and a unit of the second optical panel 130.
  • the separation distance C2 of the condenser lens 131 has an array structure arranged to satisfy a value of C2 / d2 ⁇ 0.8 with respect to the diameter d2 of the unit condenser lens 131 of the second optical panel 130. .
  • the diameter d2 of the unit condenser lens 131 of the second optical panel 130 is 0.7 ⁇ d2 with respect to the diameter d1 of the unit condenser lens 121 of the first optical panel 120. It is formed to satisfy the value of / d ⁇ 1.2.
  • the distance C2 and the diameter d2 of the unit light collecting lens 131 of the second optical panel 130 as described above satisfy the values of C2 / d2 ⁇ 0.8 and 0.7 ⁇ d2 / d ⁇ 1.2, respectively.
  • the arrangement is arranged to measure the illuminance of the target (exposure surface) in a state where the value of "d2 / d" is set at regular intervals, thereby maximizing the condensing efficiency of the diffused light emitted from the ultraviolet light emitting element 111. It is set to the condition that can obtain effective and strong best illumination.
  • FIGS. 11 and 12 are measured by the light incident surface shape of the unit condenser lens of the light source module unit for exposure according to another embodiment of the present invention shown in FIGS. 11 and 12 and the illuminance of the light irradiation surface according to the arrangement It is a graph shown.
  • the unit condenser lens 121 of the first optical panel 120 is formed.
  • the relationship value C2 between the separation distance C2 of the unit condenser lens 131 of the second optical panel 130 and the diameter d2 of the unit condenser lens 131 of the second optical panel 130. / d2) can be seen that the illuminance of the maximum value (1) is formed on the light irradiation surface (Target (exposure surface)) at 0.1 and then gradually decrease the illuminance from about 0.8 to 90% of the maximum value (1).
  • the exposure light source module unit 100 may be induced by maximizing the light condensing efficiency of the diffused light emitted from the ultraviolet light emitting element 111 to obtain the maximum illuminance.
  • the separation distance C2 and the diameter d2 of the unit light collecting lens 131 of the panel 130 each have a value of C2 / d2 < 0.8.
  • the diameter d of the unit condenser lens 121 of the first optical panel 120 and the diameter d2 of the unit condenser lens 131 of the second optical panel 130 are determined. It can be seen that the relationship value d2 / d forms the illuminance of the maximum value 1 on the light irradiation surface at about 1.2, and then gradually decreases the illuminance at about 90% of the maximum value 1 at about 0.7. have.
  • the exposure light source module unit 100 may be induced by maximizing the light condensing efficiency of the diffused light emitted from the ultraviolet light emitting element 111 to obtain the maximum illuminance.
  • the relationship d2 / d between the diameter d of the unit condenser lens 121 of the panel 120 and the diameter d2 of the unit condenser lens 131 of the second optical panel 130 is 0.7 ⁇ d2. It has a configuration that satisfies the condition of /d ⁇ 1.2.
  • FIG. 16 illustrates a light irradiation state of an exposure light source module unit according to the present invention
  • FIG. 16A illustrates a light irradiation state of the light source panel 110 in which the optical panel 120 is excluded.
  • (b) shows a light irradiation state through the optical panel 120.
  • the brightness of the light irradiation state through the optical panel 120 appears brighter than the light irradiation state in which the optical panel 120 is excluded.
  • the light source module unit 100 for exposure is mounted to be unitized so that the light source panel 110 and the optical panel 120 is supported by the housing 140 as shown in FIG. It can have a configured configuration.
  • the light source module unit 100 for exposure of the present invention unitized to be mounted on the housing 140 as described above can be used in a removable state as a light source of an exposure apparatus (not shown).
  • an exposure apparatus not shown
  • the light source module unit 100 for exposure is a structure such as a bracket or a flange provided in the exposure apparatus in a state in which the light source panel 110 and the optical panel 120, 130 are combined to form a pair It may be installed as a light source supported by.
  • the light source module unit for exposure 100 may further include heat dissipation means provided in the housing 140 to be provided around the light source panel 110 and the optical panel 120.
  • the heat dissipation means may be a water-cooled heat dissipation means connected to a chiller to circulate the coolant through the coolant inlet 141 and the outlet 142.
  • the heat dissipation means may include, for example, a heat sink embedded in the housing 140 to mount the light source panel 110 and the optical panel 120.
  • the heat dissipation means may be an air-cooled heat dissipation means using a fan or blower for the circulation of air, may be installed in a state in which the air-cooled heat dissipation means and the water-cooled heat dissipation means are merged.
  • the light source module unit 100 for exposure although not shown by the drawings, the ultraviolet light emitting element 111 and the condenser lens 121, 131 is arranged in a circular array It can be configured to have a structure.
  • Such a circular array structure has an advantage of eliminating light loss generated from the ultraviolet light emitting element 111 arranged at the corner portion spaced farthest from the center O in the rectangular array structure.
  • FIG. 18 illustrates photographing and comparing the exposure performance of the light source module unit 100 for exposure according to the present invention having the configuration as described above and the exposure performance of the conventional light source Hg Lamp. Drawing.
  • the test results shown in FIG. 18 apply 1.5 ⁇ m thick photoresist (PR: DTFR-JC800) to the 3.5 inch wafer, and the mask line widths are spaced at intervals of 0.2 (or 0.3 ⁇ m) from 1.0 to 3.5 ⁇ m, respectively.
  • PR DTFR-JC800
  • the mask line widths are spaced at intervals of 0.2 (or 0.3 ⁇ m) from 1.0 to 3.5 ⁇ m, respectively.
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • CD critical line width
  • the limit of the critical line width (CD) of the fine circuit pattern which can be realized by using a mercury lamp, which is a conventional light source for exposure is around 2.0 ⁇ m, while using the light source module unit for exposure according to the present invention. It can be seen that the critical line width (CD) of the fine circuit pattern that can be realized can be around 1.4um.
  • FIG. 19 illustrates the critical line width fine dimension CD measured by the photographing in FIG. 18 in a graph so as to be compared with the ideal critical line width fine dimension CD.
  • the critical line width fine dimension (CD) of the fine circuit pattern that can be implemented using the light source module unit for exposure according to the present invention is a threshold of the fine circuit pattern that can be implemented using a mercury lamp that is a conventional light source. It can be seen that it is formed in a pattern closer to the ideal critical line width CD than the line width CD.
  • the line width of the fine circuit pattern formed using the light source module unit for exposure according to the present invention may be formed finer and more precisely than the line width of the circuit pattern formed using a mercury lamp (Hg Lamp) which is a conventional light source for exposure. can confirm. Accordingly, the light source module unit for exposure according to the present invention enables a breakthrough high resolution in the exposure process.
  • Hg Lamp mercury lamp
  • FIG. 20 is a schematic structural diagram schematically showing an essential part of an exposure apparatus to which an exposure light source module unit according to the present invention is applied.
  • the same reference numerals as the reference numerals of the drawings shown above represent the same components.
  • the exposure apparatus 200 moves an exposure table 250 for supporting the exposure glass substrate 10 to which the photosensitive agent is applied, and moves the exposure table 250 on XY plane coordinates.
  • Driving means (not shown) for driving in a possible state, an exposure light source module unit 100 provided to emit exposure illumination light onto the glass substrate 10, the glass substrate 10 and the exposure light source module It comprises an optical system (210 to 230) provided between the unit 100 and the control means (not shown) for controlling the driving means and the drive of the exposure light source unit 100 in conjunction with.
  • reference numeral 240 denotes an exposure mask on which an exposure pattern is formed.
  • the glass substrate 10 is coated with a photosensitive agent on a surface on which the illumination light irradiated from the light source module unit 100 for exposure is incident, and the mask 240 having the same pattern as the photosensitive pattern formed on the photosensitive surface is formed in an air layer. It is provided so as to be supported by the exposure table 250 with the space between. Accordingly, the illumination light emitted from the light source module unit 100 for exposure is focused on the photosensitive surface of the glass substrate 10 by passing through the mask 240 while being condensed through the optical systems 210 to 230, thereby forming the mask 240. An exposure process is performed in which the exposure pattern is transferred to the photosensitive surface of the glass substrate 3.
  • the exposure table 250 moves in the XY plane coordinates by the driving means according to the relative sizes of the glass substrate 10 and the mask 240 while the positions of the glass substrate 10 and the mask 240 are aligned. The exposure process is performed.
  • the glass substrate 10 and the mask 240 are illustrated to be spaced apart from each other, but such a configuration does not limit the present invention.
  • the mask 240 may be configured to be in close contact with the photosensitive surface of the glass substrate 10. In such a configuration, the photosensitive surface of the glass substrate 10 is closely exposed and the pattern of the mask 240 is transferred to the photosensitive surface.
  • the gap formed between the glass substrate 10 and the mask 240 is widened to form a pattern formed in the mask 240 by a configuration in which a reduction projection lens is interposed between the glass substrate 10 and the mask 240.
  • the reduced projection exposure can be performed on the photosensitive surface of the glass substrate 10.
  • the optical systems 210 to 230 are provided to efficiently condense the illumination light onto the mask 240, and the illumination light emitted from the light source module unit 100 for exposure is set to a light receiving area.
  • Ply for refracting the reflector 210 for reflecting through (A) and the reflector 230 for condensing the illumination light passing through the aperture (A) to the mask 240 A fly eye lens 221, a condense lens 222, and a plate lens 223, 224.
  • the configuration of the optical system 210 to 230 is not limited to the exposure apparatus 200 according to the present invention, and various modified configurations may be applied according to the exposure target and the standard of the mask.
  • the light source module unit 100 for exposure is a component for characterizing the exposure apparatus 200 according to the present invention, and a plurality of unit ultraviolet light emitting devices (UV LEDs) 111 are arranged in a matrix form on the circuit board 112.
  • a plurality of light source panels 110 mounted in a structure to be mounted on the support panel 113 and lens panels 122 disposed on the light exit side of the ultraviolet light emitting element 111 to face the light source panel 110.
  • the unit light collecting lens 121 of the ultraviolet light emitting element 111 on the light source panel 110 with respect to the main optical axis at the position of the interval p corresponding to the interval p of the ultraviolet light emitting element 111 array, respectively. ) Includes an optical panel 120 provided in an array structure in a matrix form in a state eccentric to the reference center axis side passing through the center O of the array (see FIG. 2).
  • the unit condensing lens 121 has a flat light incident surface, a concave surface having a curvature R within ( ⁇ ) 0.15, and ( +) Is formed in any one form selected from the convex surface having a curvature (R) within 0.15 and at the same time the light output surface is formed of a convex lens, and the unit ultraviolet light emitting element 111 and the unit
  • the separation distance C1 is arranged to satisfy a value of 0.15 ⁇ C1 / d ⁇ 0.5 with respect to the diameter d of the unit condenser lens 121.
  • the ultraviolet light emitting element 111 has a band-like unit circuit board 112 in a range of 100 nm to 410 nm, as illustrated in FIG. 1. It is preferable to be mounted as an LED light source in the form of a chip, a package or a mixture of chips and packages that emit ultraviolet light in the range.
  • the exposure light source module unit 100 having the configuration as described above is a combination of an optical panel that is a condensing lens array module capable of maximizing condensing efficiency with respect to a light source panel that is a plurality of UV LED array modules. It is demonstrated in detail by FIGS. 1-20, and has the structure as described in Claims 1-12 of a claim, The detailed description is abbreviate
  • the exposure apparatus 200 has a configuration in which the exposure light source module unit 100 is replaced with respect to a conventional conventional exposure apparatus, thereby using low power consumption, reducing the cost of replacing the light source, and exposing the light. Not only can we expect significant reduction in maintenance costs by improving the device uptime and solving environmental problems, but also it is possible to realize high output and high efficiency with single wavelength and short wavelength of ultraviolet rays. By the improvement, the exposure pattern can be miniaturized and breakthrough high resolution can be realized.
  • the present invention relates to an exposure light source, and more particularly, to an exposure ultraviolet light emitting device (UV LED) light source module unit used in a photolithography process for forming a fine circuit pattern on a semiconductor wafer, an image display panel, or the like.
  • UV LED exposure ultraviolet light emitting device

Abstract

The present invention provides a light source module unit for exposure. The light source module unit for exposure according to the present invention comprises: a light source panel having multiple ultraviolet light-emitting elements configured in an array structure; and an optical panel having multiple unit light-collecting lenses configured on a lens panel, which is arranged near light emission parts of the light-emitting elements, and positioned to correspond to the unit light-emitting elements, respectively, in a matrix-type array structure such that, with regard to a main optical axis, the unit light-collecting lenses are eccentric toward a predetermined reference center axis that extends through the center of the ultraviolet light-emitting element array, wherein each unit light-collecting lens has a light incident surface formed in the shape of one selected from a flat surface, a concave surface having a curvature (R) of (-) 0.15 or less, and a convex surface having a curvature (R) of (+) 0.15 or less, and has a light emission surface formed as a convex lens, and the distance (C1) of spacing between the ultraviolet light-emitting elements and the unit light-collecting lenses is arranged to satisfy, with regard to the diameter (d) of the light-collecting lenses, the value of 0.15<C1/d<0.5. The above configuration is advantageous in that diffused light emitted from each unit ultraviolet light-emitting element is effectively collected in the light-receiving area of the exposure device, making it possible to maximize the amount of light with lower power consumption; particularly, ultraviolet light having a single short wavelength and having high efficiency and high output is implemented, thereby securing an exposure performance that can make the exposure pattern smaller and can substantially improve the resolution; and the light source of an existing exposure device can be replaced in a practical and economical manner.

Description

노광용 광원모듈 유닛 및 그 광원모듈 유닛이 구비된 노광장치Light source module unit for exposure and exposure apparatus equipped with the light source module unit
본 발명은 노광용 광원에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 웨이퍼나 화상 디스플레이 패널 등에 미세 회로 패턴을 형성하기 위하여 포토리소그래피(Photolithography) 공정에 사용되는 노광용 자외선 발광소자(UV LED) 광원모듈 유닛에 관한 것이며, 특히 광원인 자외선 발광소자(UV LED)에 대한 집광 렌즈의 광학적 배열 구조와 형상 구조가 최적 조합된 어레이(array) 모듈의 구성에 의해 광 출력 파워(power)와 조도 분포의 극대화를 통한 노광 성능과 노광 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있는 동시에 기존 노광장치에 셋-업(set-up)되어 있는 광원 모듈을 용이하게 대체하여 가성비(cost performance ratio)를 높일 수 있도록 개량한 노광용 자외선 발광소자(UV LED) 광원모듈 유닛 및 그 광원모듈 유닛이 구비된 노광장치에 관한 것이다.The present invention relates to an exposure light source, and more particularly, to an exposure ultraviolet light emitting device (UV LED) light source module unit used in a photolithography process in order to form a fine circuit pattern on a semiconductor wafer, an image display panel, or the like. In particular, the exposure performance by maximizing the light output power and illuminance distribution by the configuration of an array module in which the optical array structure of the condenser lens and the shape structure of the condenser lens for the light source, the UV light source (UV LED), are optimally combined. UV light emitting device for improving efficiency and exposure efficiency and improving cost performance ratio by easily replacing the light source module set-up with the existing exposure apparatus. LED) A light source module unit and an exposure apparatus provided with the light source module unit.
예를 들어, 전기전자기기의 주요 부품으로 내장되는 반도체 소자나 회로기판(PCB) 및 LCD(Liquid Crystal Display)나 유기발광다이오드(OLED; Organic Light Emitting Diod) 그리고 PDP(Plasma Display Panel)와 같은 화상 디스플레이 패널은 그 제조 프로세스상의 노광 공정에서 포토리소그래피(Photolithography)라고 통칭되는 광 미세 가공기술에 의해 미세 회로 패턴이 형성되도록 제조된다.For example, semiconductor devices, printed circuit boards (PCBs), and liquid crystal displays (LCDs), organic light emitting diodes (OLEDs), and plasma display panels (PDPs) that are embedded as main components of electrical and electronic devices. The display panel is manufactured so that a fine circuit pattern is formed by an optical microfabrication technique, collectively called photolithography, in an exposure process on its manufacturing process.
통상적으로, 기존의 노광 공정에 이용되는 노광용 광원은 초고압 수은 램프나 할로겐 램프가 주로 사용되고 있으나, 이와 같은 종래의 노광용 광원은 주지된 바와 같이 낮은 수명과 고소비 전력에 따른 저효율 및 고비용으로 인한 노광 공정의 효율적인 문제뿐만 아니라 환경적인 측면에서도 여러 문제점이 노출되고 있는 실정이다.In general, an ultra-high pressure mercury lamp or a halogen lamp is mainly used as an exposure light source used in a conventional exposure process. However, such a conventional exposure light source is an exposure process due to low efficiency and high cost due to low lifetime and high power consumption. In addition to the efficient problems of the environment as well as environmental problems are exposed.
특히, 최근의 액정표시소자(LCD)나 유기발광다이오드(OLED) 등과 같은 디스플레이 분야의 TFT(Thin Film Transitor)제조나 CF(Color Filter)제조시 노광 패턴의 미세화 기술을 이용한 초고해상도 실현에 대한 시장의 요구가 절실함에도 불구하고 기존 노광 광원(Hg Lamp)을 이용한 노광패턴의 미세화 공정의 기술적 한계로 인하여 안타깝게도 노광패턴의 미세화와 디스플레이 산업의 핵심기술인 초고해상도 실현이 불가능한 현실이다.In particular, the market for ultra-high resolution using micronization of exposure patterns in the manufacture of thin film transistor (TFT) or color filter (CF) in display fields such as liquid crystal display (LCD) and organic light emitting diode (OLED). Unfortunately, due to the technical limitations of the process of minimizing the exposure pattern using the existing exposure light source (Hg Lamp), it is unfortunately impossible to realize the miniaturization of the exposure pattern and ultra high resolution, which is the core technology of the display industry.
또한, 최근의 반도체 소자에 대한 소형화와 대용량화 및 고집적화와 고밀도화의 추세로 인해 노광 패턴의 미세화와 고정밀도화에 대한 요구가 증대됨에 따라 기존의 노광용 광원으로는 현재의 미세화 패턴에 대한 요구를 실현하는데 한계를 가지는 문제점이 있다.In addition, as the demand for miniaturization and high precision of the exposure pattern is increased due to the recent trend of miniaturization, high capacity, high integration, and high density of semiconductor devices, there is a limit to realizing the demand for the current miniaturization pattern with a conventional light source for exposure. There is a problem with.
따라서, 최근에 들어 예를 들면 액침 노광이나 극자외선 노광 등과 같은 새로운 노광 기술의 개발이 활발히 진행 중에 있으며, 특히 자외선 발광 소자(UV LED)는 저소비전력과 장수명, 단일파장의 선택적 사용과 단파장 사용 가능 및 환경친화적인 노광용 광원으로서 기존 노광용 광원의 대체품으로 각광받고 있는 추세이다.Therefore, in recent years, the development of new exposure technologies such as immersion exposure and extreme ultraviolet exposure, etc., is actively underway. Especially, UV light emitting devices (UV LEDs) have low power consumption, long life, selective use of single wavelengths, and short wavelengths. In addition, as an environmentally friendly light source for exposure, the trend has been spotlighted as an alternative to the conventional light source for exposure.
그러나, 자외선 발광 소자(UV LED)를 광원으로 이용하는 노광장치의 경우 광 손실을 저감시킬 수 있는 광 경로의 구성이나 조도 분포도와 광 출력의 파워 향상 및 노광 패턴의 미세화를 통한 초고해상도 실현과 소형화, 대용량화 및 고밀도화 등을 위한 고효율 신 광원(UV LED)개발과 함께 광학부품, 모듈, 유닛 등의 개발에 대한 요구가 절실한 단계에 있다.However, in the case of an exposure apparatus using an ultraviolet light emitting element (UV LED) as a light source, the ultra-high resolution is realized and miniaturized by the configuration of an optical path that can reduce light loss, the illuminance distribution and the power output of the light output, and the miniaturization of the exposure pattern. Along with the development of high efficiency new light sources (UV LEDs) for high capacity and high density, there is an urgent need for the development of optical components, modules and units.
본 발명은 상술한 바와 같은 기술적 배경하에서 도출된 것으로서, 상술한 배경 기술의 문제점은 본 출원인이 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나 본 발명의 도출 과정에서 새로이 습득하고 확보한 내용으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공지된 내용이라 할 수는 없다.The present invention is derived under the technical background as described above, and the problems of the background art described above are retained by the applicant for the derivation of the present invention or newly acquired and secured in the derivation process of the present invention. It is not known to the public before the application of the invention.
본 발명은 상술한 바와 같은 배경 기술 하에서 종래 노광장치의 노광용 광원이 지니는 문제점을 감안하여 이를 개선하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 광 출력 파워(power)와 조도 분포의 극대화에 의해 노광 성능과 노광 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있는 자외선 발광소자(UV LED) 광원모듈 유닛 및 그 광원모듈 유닛이 구비된 노광장치를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to improve this in consideration of the problems of the conventional light source for exposure of an exposure apparatus under the background art as described above, and an object of the present invention is to maximize exposure performance by maximizing light output power and illuminance distribution. And an ultraviolet light emitting device (UV LED) light source module unit capable of effectively improving exposure efficiency and an exposure apparatus provided with the light source module unit.
본 발명의 다른 목적은 광 출력 파워(power)와 조도 분포의 극대화에 의해 노광 패턴의 미세화와 고해상도 구현이 가능한 저소비전력형 자외선 발광소자(UV LED) 광원모듈 유닛 및 그 유닛을 광원으로 구비한 노광장치를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a low power consumption ultraviolet light emitting device (UV LED) light source module unit capable of miniaturizing an exposure pattern and realizing a high resolution by maximizing light output power and illuminance distribution, and an exposure including the unit as a light source. It is for providing a device.
본 발명의 또 다른 목적은 기존 노광장치에 셋-업(set-up)되어 있는 광원 모듈을 용이하게 대체하여 가성비(cost performance ratio)를 높일 수 있도록 개량한 경제적인 노광용 자외선 발광소자(UV LED) 광원모듈 유닛 및 그 광원모듈 유닛이 구비된 노광장치에 관한 것이다.Another object of the present invention is to replace the light source module that is set-up (up-up) in the existing exposure apparatus to easily increase the cost performance ratio (cost performance ratio) of an economical exposure ultraviolet light emitting device (UV LED) A light source module unit and an exposure apparatus provided with the light source module unit.
상기한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 노광용 광원모듈 유닛은, 다수의 단위 자외선 발광 소자가 회로 기판 상에 매트릭스 형태의 어레이 구조로 실장되어 지지 패널에 탑재되도록 이루어진 광원 패널과; 상기 광원 패널과 대면하도록 상기 발광 소자의 광출사측에 배치되는 렌즈 패널에 다수의 단위 집광 렌즈가 상기 발광 소자에 각각 대응되는 위치에서 주광축에 대해 상기 광원 패널 상에 있는 자외선 발광소자 어레이의 중심을 지나는 임의의 기준 중심축선 측으로 편심된 상태의 매트릭스 형태의 어레이 구조로 구비되어 이루어진 제1의 광학 패널;을 포함하며, 상기 단위 집광 렌즈는 광 입사면이 평면과, (-)0.15 이내의 곡률(R)을 가지는 오목면 및 (+)0.15 이내의 곡률(R)을 가지는 볼록면 중에서 선택된 어느 하나의 형태로 형성되는 동시에 광 출사면은 볼록 렌즈로 형성되고, 상기 단위 자외선 발광 소자와 상기 단위 집광 렌즈의 이격 거리(C1)는 상기 단위 집광 렌즈의 직경(d)에 대하여 0.15<C1/d<0.5의 값을 만족하도록 배열되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above objects, a light source module unit for exposure according to the present invention includes: a light source panel in which a plurality of unit ultraviolet light emitting elements are mounted in a matrix-type array structure on a circuit board and mounted on a support panel; The center of the ultraviolet light emitting element array on the light source panel with respect to the main light axis in the lens panel disposed on the light output side of the light emitting element so as to face the light source panel, a plurality of unit condensing lenses respectively corresponding to the light emitting element And a first optical panel formed in an array structure in a matrix form eccentric to an arbitrary reference center axis side passing through the light source. The unit condensing lens includes a plane and a light curvature within (−) 0.15. And a light exit surface formed of a convex lens, wherein the light exit surface is formed of a convex lens, and the unit ultraviolet light emitting element and the unit are formed in any one selected from the concave surface having (R) and the convex surface having curvature R within (+) 0.15. The separation distance C1 of the condensing lens is arranged to satisfy a value of 0.15 <C1 / d <0.5 with respect to the diameter d of the unit condensing lens.
그리고, 상기한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 노광장치는, 감광제가 도포된 노광용 기판을 지지하기 위한 노광 테이블과, 그 노광 테이블을 X-Y 평면 좌표 상에 이동 가능한 상태로 구동시켜 주기 위한 구동 수단과, 상기 기판의 노광 패턴 형성을 위한 마스크에 조명 광을 출사하도록 구비되는 노광용 광원모듈 유닛과, 상기 기판과 노광용 광원모듈 유닛의 사이에 마련되는 광학계 및 상기 구동수단과 노광용 광원 유닛의 구동을 연계하여 제어하는 제어 수단을 포함하는 노광장치에 있어서, 상기 노광용 광원모듈 유닛은, 다수의 단위 자외선 발광 소자가 회로 기판 상에 매트릭스 형태의 어레이 구조로 실장되어 지지 패널에 탑재되도록 이루어진 광원 패널과; 상기 광원 패널과 대면하도록 상기 발광 소자의 광출사측에 배치되는 렌즈 패널에 다수의 단위 집광 렌즈가 상기 발광 소자에 각각 대응되는 위치에서 주광축에 대해 상기 광원 패널 상에 있는 자외선 발광소자 어레이의 중심을 지나는 임의의 기준 중심축선 측으로 편심된 상태의 매트릭스 형태의 어레이 구조로 구비되어 이루어진 제1의 광학 패널;을 포함하며, 상기 단위 집광 렌즈는 광 입사면이 평면과, (-)0.15 이내의 곡률(R)을 가지는 오목면 및 (+)0.15 이내의 곡률(R)을 가지는 볼록면 중에서 선택된 어느 하나의 형태로 형성되는 동시에 광 출사면은 볼록 렌즈로 형성되고, 상기 단위 자외선 발광 소자와 상기 단위 집광 렌즈의 이격 거리는 상기 단위 집광 렌즈의 직경에 대하여 0.15<C1/d<0.5의 값을 만족하도록 배열되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above objects, an exposure apparatus according to the present invention includes an exposure table for supporting an exposure substrate coated with a photosensitive agent, and driving means for driving the exposure table in a movable state on XY plane coordinates. And an exposure light source module unit provided to emit illumination light to a mask for forming an exposure pattern of the substrate, an optical system provided between the substrate and the light source module unit for exposure, and driving of the exposure means and the light source unit for exposure. An exposure apparatus comprising a control means for controlling the apparatus, the exposure light source module unit comprising: a light source panel configured to mount a plurality of unit ultraviolet light emitting elements in a matrix-type array structure on a circuit board and mounted on a support panel; The center of the ultraviolet light emitting element array on the light source panel with respect to the main light axis in the lens panel disposed on the light output side of the light emitting element so as to face the light source panel, a plurality of unit condensing lenses respectively corresponding to the light emitting element And a first optical panel formed in an array structure in a matrix form eccentric to an arbitrary reference center axis side passing through the light source. The unit condensing lens includes a plane and a light curvature within (−) 0.15. And a light exit surface formed of a convex lens, wherein the light exit surface is formed of a convex lens, and the unit ultraviolet light emitting element and the unit are formed in any one selected from the concave surface having (R) and the convex surface having curvature R within (+) 0.15. The separation distance of the condenser lens may be arranged to satisfy a value of 0.15 <C1 / d <0.5 with respect to the diameter of the unit condenser lens.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 노광용 광원모듈 유닛에 있어서, 볼록 형상의 렌즈의 곡률은 (+)로 정의하고, 오목 형상의 렌즈의 곡률은 (-)로 정의한다. In the light source module unit for exposure of the present invention having the configuration as described above, the curvature of the convex lens is defined as (+), and the curvature of the concave lens is defined as (-).
본 발명에 따르면, 상기 제1의 광학 패널의 단위 집광 렌즈의 직경은 상기 단위 자외선 발광 소자와 상기 제1의 광학 패널의 단위 집광 렌즈의 이격 거리에 대하여 2.8<d/C1<5.8의 값을 만족하도록 형성된다.According to the present invention, the diameter of the unit condenser lens of the first optical panel satisfies a value of 2.8 <d / C1 <5.8 with respect to the separation distance between the unit ultraviolet light emitting element and the unit condenser lens of the first optical panel. It is formed to.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 제1의 광학 패널의 광출사측에 나란하게 배열되는 제2의 광학 패널이 더 구비된 구성을 가질 수 있다. 이와 같은 구성에 있어서, 상기 제2의 광학 패널에는 광 입사면과 광 출사면이 각각 볼록 렌즈로 형성된 다수의 단위 집광 렌즈가 상기 발광 소자에 각각 대응되는 위치에서 주광축에 대해 상기 광원 패널 상에 있는 자외선 발광소자 어레이의 중심을 지나는 임의의 기준 중심축선 측으로 편심된 상태의 매트릭스 형태의 어레이 구조로 구비된다.According to another aspect of the invention, it may have a configuration further provided with a second optical panel arranged side by side on the light exit side of the first optical panel. In such a configuration, in the second optical panel, a plurality of unit condensing lenses each having a light incident surface and a light emitting surface formed of convex lenses are respectively disposed on the light source panel with respect to the main light axis at positions corresponding to the light emitting elements, respectively. It is provided in an array structure in the form of a matrix eccentrically toward any reference central axis side passing through the center of the ultraviolet light emitting element array.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 노광용 광원모듈 유닛에 있어서, 상기 제1의 광학 패널의 단위 집광 렌즈와 상기 제2의 광학 패널의 단위 집광 렌즈의 이격 거리(C2)는 상기 제 2 광학 패널의 단위 집광 렌즈의 직경에 대하여 C2/d2<0.8의 값을 만족하도록 배열되는 구성을 가지는 것이 바람직하다.In the light source module unit for exposure according to the present invention having the configuration as described above, the separation distance C2 between the unit condenser lens of the first optical panel and the unit condenser lens of the second optical panel is the second optical. It is preferable to have a structure arranged so as to satisfy the value of C2 / d2 &lt; 0.8 with respect to the diameter of the unit condensing lens of the panel.
그리고, 상기 제2의 광학 패널의 단위 집광 렌즈의 직경은 상기 제1의 광학 패널의 단위 집광 렌즈의 직경에 대하여 0.7<d2/d<1.2의 값을 만족하도록 형성되는 것이 바람직하다.The diameter of the unit condenser lens of the second optical panel is preferably formed so as to satisfy a value of 0.7 <d2 / d <1.2 with respect to the diameter of the unit condenser lens of the first optical panel.
한편, 본 발명에 따르면, 상기 단위 집광 렌즈는 상기 광원 패널 상에 있는 자외선 발광소자 어레이의 중심을 지나는 임의의 기준 중심축선 측에서 점차 이격되어 가장자리에 가까이 배치될수록 대응되는 단위 자외선 발광소자의 주광축에 대한 편심량이 늘어나는 매트릭스 형태의 어레이 구조로 되어 각각의 단위 자외선 발광소자로부터 조사되는 확산 광을 노광장치의 광학계에 설정된 수광영역에 집광시켜 주도록 구성된다.Meanwhile, according to the present invention, the unit condensing lens is gradually spaced apart from an arbitrary reference central axis side passing through the center of the ultraviolet light emitting element array on the light source panel and disposed closer to the edge, so that the main optical axis of the corresponding unit ultraviolet light emitting element is corresponding. The array structure has a matrix form in which the amount of eccentricity increases, and the diffused light emitted from each unit ultraviolet light emitting element is focused on the light receiving area set in the optical system of the exposure apparatus.
상술한 바와 같은 구성에 있어서, 상기 자외선 발광 소자로부터 수광 영역까지의 광학계에 설정된 광학거리 "a"에 대하여, 상기 광원 패널 상에 있는 자외선 발광소자 어레이의 중심을 지나는 기준 중심축선 측에서 이격되는 자외선 발광 소자의 이격 거리 "b"와, 상기 자외선 발광 소자와 집광 렌즈의 대면 이격 거리 "c"와, 상기 각각의 자외선 발광 소자의 중심축과 집광 렌즈의 중심축 사이의 편심 거리 "x" 및 수광 영역(A)의 직경 "t"의 관계는, 집광 렌즈의 편심 거리 "x"의 기준이 "x=b*c/a"를 만족하도록 설정되며, 상기 "x"의 범위는 "bc(2b-t)/2ab<x< bc(2b+t)/2ab"를 만족하도록 구성되는 것이 바람직하다.In the above-described configuration, ultraviolet rays spaced apart from the reference center axis side passing through the center of the ultraviolet light emitting element array on the light source panel with respect to the optical distance "a" set in the optical system from the ultraviolet light emitting element to the light receiving region. Distance "b" of the light emitting element, facing distance "c" of the ultraviolet light emitting element and the condenser lens, eccentric distance "x" between the central axis of each of the ultraviolet light emitting elements and the central axis of the condensing lens, and light receiving The relationship of the diameter "t" of the area A is set so that the reference of the eccentric distance "x" of the condensing lens satisfies "x = b * c / a", and the range of "x" is "bc (2b). -t) / 2ab < x < bc (2b + t) / 2ab "
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 자외선 발광 소자는 단위 회로 기판에 일렬 이상이 패키지 형태의 LED 광원으로 실장될 수 있다. 이에 따라 상기 광원 패널을 이루는 지지 패널에는 다수의 단위 회로기판에 각각 패키지 형태의 LED 광원 다수가 실장된 구성을 가질 수 있다.According to an aspect of the present invention, the ultraviolet light emitting device may be mounted on the unit circuit board as a packaged LED light source. Accordingly, the support panel constituting the light source panel may have a configuration in which a plurality of packaged LED light sources are mounted on a plurality of unit circuit boards, respectively.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 자외선 발광 소자는 단일의 회로 기판에 패키지 형태의 LED 광원으로 실장될 수 있다.According to another aspect of the invention, the ultraviolet light emitting device may be mounted as a packaged LED light source on a single circuit board.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 자외선 발광 소자는 단일 칩 또는 다수의 칩형태로 단일 또는 다수의 회로 기판에 LED 광원으로 실장 될 수 있다.According to another aspect of the present invention, the ultraviolet light emitting device may be mounted as an LED light source on a single or multiple circuit boards in the form of a single chip or a plurality of chips.
또한, 상기 광원 패널과 상기 광학 패널은 하우징에 의해 지지되어 노광장치에 탈착 가능한 유닛 상태로 구성되는 것이 바람직하며, 상기 광원 패널과 상기 광학 패널의 주위에는 방열수단이 더 구비되는 구성을 가질 수 있다.In addition, the light source panel and the optical panel is preferably configured in a unit state that is supported by the housing and detachable to the exposure apparatus, the heat dissipation means may be further provided around the light source panel and the optical panel. .
본 발명에 의한 노광용 광원모듈 유닛에 따르면, 다수의 자외선 발광소자(UV LED) 어레이 모듈인 광원 패널에 대해 집광 효율을 극대화시킬 수 있는 집광 렌즈 어레이 모듈 광학 패널을 최적 상태로 조합하여 저소비전력과 특히 자외선의 단일파장과 단파장에 의한 고출력 및 고효율 노광 공정의 구현이 가능하게 된다. 이에 따라 본 발명에 의한 노광용 광원모듈 유닛은 노광 성능과 노광 효율의 효과적인 향상에 의해 노광 패턴의 미세화와 획기적인 고해상도 구현이 가능한 노광 장비의 제공이 가능하다.According to the light source module unit for exposure according to the present invention, the light condensing lens array module optical panel which can maximize the condensing efficiency for the light source panel, which is a plurality of ultraviolet light emitting element (UV LED) array modules, is optimally combined with low power consumption. High power and high efficiency exposure process by single wavelength and short wavelength of ultraviolet rays can be realized. Accordingly, the light source module unit for exposure according to the present invention can provide an exposure apparatus capable of miniaturizing an exposure pattern and achieving breakthrough high resolution by effectively improving exposure performance and exposure efficiency.
그리고, 본 발명에 의한 노광용 광원모듈 유닛에 따르면, 기존 노광장치에 셋-업(set-up)되어 있는 광원 모듈을 용이하게 대체할 수 있는 대체 호환적인 모듈 유닛화가 가능하여 가성비(cost performance ratio)가 높은 실용적이고 경제적인 노광 장비의 제공이 가능하다.In addition, according to the light source module unit for exposure according to the present invention, it is possible to easily replace the light source module that is set-up (set-up) to the existing exposure apparatus can be replaced by a compatible module unit cost (cost performance ratio It is possible to provide a high practical and economical exposure equipment.
또한, 본 발명에 의한 노광용 광원모듈 유닛을 사용하게 됨에 따라 저소비전력의 사용, 광원 교체비용의 절감, 노광장비 가동시간의 향상 및 환경문제의 해결 등을 통하여 획기적인 유지비용의 절감 효과를 기대할 수 있다.In addition, the use of the light source module unit for exposure according to the present invention can be expected to reduce the maintenance cost through the use of low power consumption, reducing the cost of replacing the light source, improving the operating time of the exposure equipment, and solving environmental problems. .
뿐만 아니라, 본 발명에 의한 노광용 광원모듈 유닛은 특히 고효율 고출력의 단일파장 및 단파장의 자외선광을 필요에 따라 자유롭게 선택적으로 이용할 수 있게 됨에 따라 고품질의 노광을 실현할 수 있는 핵심 기술인 패턴의 미세화에 의해 고해상도 구현이 가능하다.In addition, the light source module unit for exposure according to the present invention can be freely selectively used as a high efficiency high power single wavelength and short wavelength ultraviolet light in particular as needed, so that the high resolution by miniaturization of the pattern which is a key technology that can realize high quality exposure Implementation is possible.
도 1은 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛을 도시해 보인 개략적 분리 사시도.1 is a schematic exploded perspective view showing a light source module unit for exposure according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛의 단위 광원과 집광 렌즈 어레이 구조를 설명하기 위해 모식적으로 도시해 보인 개략적 사시도.2 is a schematic perspective view schematically showing a unit light source and a condenser lens array structure of an exposure light source module unit according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛의 단위 광원으로 구성되는 자외선 발광 소자의 어레이 구조를 모식적으로 나타내 보인 개략적 평면도.3 is a schematic plan view schematically showing an array structure of an ultraviolet light emitting element composed of a unit light source of an exposure light source module unit according to the present invention;
도 4 및 도 5는 각각 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛의 단위 광원과 집광 렌즈의 편심된 어레이 구조를 설명하기 위해 나타내 보인 모식도.4 and 5 are schematic diagrams shown for explaining the eccentric array structure of the unit light source and the condenser lens of the light source module unit for exposure according to the present invention, respectively.
도 6 및 도 7은 각각 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛의 단위 집광 렌즈의 광 입사면 곡률에 대한 범위를 설명하기 위해 모식적으로 도시해 보인 개략적 단면 구성도.6 and 7 are schematic cross-sectional views schematically showing the range of the light incident surface curvature of the unit condenser lens of the light source module unit for exposure according to the present invention, respectively.
도 8 내지 도 10은 각각 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛의 단위 집광 렌즈의 광 입사면 곡률에 따른 광조사면(Target; 노광면)의 조도를 측정하여 그래프로 나타내 보인 도면.8 to 10 are graphs respectively measured by illuminance of a light irradiation surface (arget) according to the curvature of the light incident surface of the unit condenser lens of the light source module unit for exposure according to the present invention.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 노광용 광원모듈 유닛을 도시해 보인 개략적 분리 사시도.Figure 11 is a schematic exploded perspective view showing a light source module unit for exposure according to another embodiment of the present invention.
도 12는 도 11에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 노광용 광원모듈 유닛의 단위 광원과 집광 렌즈 어레이 구조를 설명하기 위해 모식적으로 도시해 보인 개략적 사시도.FIG. 12 is a schematic perspective view schematically illustrating a unit light source and a condenser lens array structure of an exposure light source module unit according to another embodiment of the present invention shown in FIG. 11; FIG.
도 13은 도 11 및 도 12에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 노광용 광원모듈 유닛의 단위 집광 렌즈의 광학적 구조와 배열 상태에 대한 관계를 설명하기 위해 모식적으로 도시해 보인 개략적 단면 구성도.FIG. 13 is a schematic cross-sectional view schematically showing the relationship between an optical structure and an arrangement state of a unit condenser lens of an exposure light source module unit according to another embodiment of the present invention illustrated in FIGS. 11 and 12. .
도 14 및 도 15는 각각 도 11 및 도 11에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 노광용 광원모듈 유닛의 단위 집광 렌즈의 광학적 구조와 배열 상태에 대한 관계에 따른 광조사면(Target; 노광면)의 조도를 측정하여 그래프로 나타내 보인 도면.FIG. 14 and FIG. 15 are light irradiation surfaces according to the relationship between the optical structure and the arrangement state of the unit condenser lens of the light source module unit for exposure according to another embodiment of the present invention shown in FIGS. 11 and 11, respectively. Figure shows the measurement of the roughness of the graph.
도 16은 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛의 광 조사 상태를 촬영하여 나타내 보인 도면.16 is a view showing the photographed light irradiation state of the light source module unit for exposure according to the present invention.
도 17은 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛이 하우징에 의해 유닛화된 상태를 개략적으로 도시해 보인 외관 사시도.17 is an external perspective view schematically showing a state in which a light source module unit for exposure according to the present invention is unitized by a housing;
도 18는 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛과 기존 노광용 광원인 수은 램프(Hg Lamp)에 의해 각각 웨이퍼에 형성한 회로 패턴의 요부를 촬영하여 마스크 선폭에 따른 CD값을 측정한 결과를 서로 대비해 나타내 보인 도면.18 illustrates the results of measuring CD values according to mask line widths by photographing main portions of circuit patterns formed on a wafer by an exposure light source module unit and a conventional exposure light source, a mercury lamp (Hg Lamp) according to the present invention. Shown.
도 19는 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛과 기존 노광용 광원인 수은 램프(Hg Lamp)에 의해 각각 웨이퍼에 형성한 회로 패턴의 마스크 선폭에 따른 CD값 측정 결과를 서로 대비하여 그래프로 나타내 보인 도면.19 is a graph illustrating measurement results of CD values according to mask line widths of circuit patterns formed on a wafer by a light source module unit for exposure according to the present invention and a mercury lamp (Hg Lamp) that is a conventional light source for comparison, respectively.
도 20은 본 발명에 의한 노광용 광원모듈 유닛이 적용된 노광장치의 요부를 발췌하여 모식적으로 도시해 보인 개략적 구성도.Fig. 20 is a schematic structural diagram schematically showing an essential part of an exposure apparatus to which an exposure light source module unit according to the present invention is applied.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 노광용 광원모듈 헤드 유닛을 상세하게 설명한다. 이하의 설명 내용과 첨부된 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 위주로 하여 설명한 것에 불과한 것으로서, 청구범위에 기재된 본 발명의 노광용 광원모듈 유닛을 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, a light source module head unit for exposure according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following description and the accompanying drawings are only focused on the preferred embodiments of the present invention and are not intended to limit the light source module unit for exposure of the present invention described in the claims.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛(100)은, 다수의 단위 자외선 발광 소자(UV LED)(111)가 회로 기판(112) 상에 매트릭스 형태의 어레이 구조로 실장되어 지지 패널(113)에 탑재되도록 이루어진 광원 패널(110)과, 상기 광원 패널(110)과 대면하도록 상기 자외선 발광 소자(111)의 광출사측에 배치되는 렌즈 패널(122)에 다수의 단위 집광 렌즈(121)가 상기 자외선 발광 소자(111)어레이의 간격(p)와 각각 대응되는 간격(p)의 위치에서 주광축에 대해 상기 광원 패널(110) 상에 있는 자외선 발광소자(111) 어레이의 중심(O)(도 2 참조)을 지나는 임의의 기준 중심축선 측으로 편심된 상태(e1, e2)의 매트릭스 형태의 어레이 구조로 구비되어 이루어진 광학 패널(120)을 포함한다.1 and 2, in the light source module unit 100 for exposure according to the present invention, a plurality of unit ultraviolet light emitting devices (UV LEDs) 111 are mounted on a circuit board 112 in a matrix-type array structure. A plurality of unit condensing on the light source panel 110 configured to be mounted on the support panel 113 and the lens panel 122 disposed on the light output side of the ultraviolet light emitting element 111 to face the light source panel 110. The lens 121 of the array of ultraviolet light emitting elements 111 on the light source panel 110 with respect to the main optical axis at the position of the interval p corresponding to the interval p of the ultraviolet light emitting element 111 array, respectively. And an optical panel 120 provided in an array structure in the form of a matrix eccentrically to the side of any reference central axis passing through the center O (see FIG. 2).
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛(100)에 있어서, 상기 단위 집광 렌즈(121)는 광 입사면이 평면과, (-)0.15 이내의 곡률(R)을 가지는 오목면 및 (+)0.15 이내의 곡률(R)을 가지는 볼록면 중에서 선택된 어느 하나의 형태로 형성되는 동시에 광 출사면은 볼록 렌즈로 형성되고, 상기 단위 자외선 발광 소자(111)와 상기 단위 집광 렌즈(121)의 이격 거리(C1)는 상기 단위 집광 렌즈(121)의 직경(d)에 대하여 0.15<C1/d<0.5의 값을 만족하도록 배열되는 구성을 가진다.In the light source module unit for exposure 100 according to the present invention having the configuration as described above, the unit condensing lens 121 is a concave surface having a light incident surface and a curvature R within (−) 0.15. And a convex surface having a curvature R within (+) 0.15, and a light exit surface is formed of a convex lens, and the unit ultraviolet light emitting element 111 and the unit condenser lens 121 are formed. ), The separation distance C1 is arranged to satisfy a value of 0.15 <C1 / d <0.5 with respect to the diameter d of the unit condensing lens 121.
여기서, 볼록 형상의 렌즈의 곡률은 (+)로 정의하고, 오목 형상의 렌즈의 곡률은 (-)로 정의한다. Here, the curvature of the convex lens is defined as (+), and the curvature of the concave lens is defined as (-).
요컨대, 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛(100)은, 광원인 단위 자외선 발광소자(UV LED)에 대한 단위 집광 렌즈의 광학적 배열 구조와 광 입사면 및 출사면의 형상 구조를 최적 상태로 조합한 어레이(array) 모듈로 구성함으로써, 광 출력 파워(power)와 조도 분포의 극대화를 통한 노광 성능과 노광 효율을 효과적으로 향상시켜 노광 패턴의 미세화와 고해상도 구현이 가능하도록 한 것이다.In other words, the light source module unit 100 for exposure according to the present invention combines the optical arrangement structure of the unit condensing lens and the shape structure of the light incident surface and the emitting surface in an optimal state with respect to the unit ultraviolet light emitting device (UV LED) as a light source. By configuring the array module, it is possible to effectively improve the exposure performance and exposure efficiency by maximizing the light output power and illuminance distribution, thereby miniaturizing the exposure pattern and realizing high resolution.
본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛(100)의 단위 집광 렌즈의 광학적 배열 구조와 광 입사면 및 출사면의 곡률(R)의 범위에 대한 구체적인 구성은 첨부된 도면을 참조하여 후술하기로 한다.A detailed configuration of the optical array structure of the unit condenser lens of the exposure light source module unit 100 and the range of the curvature R of the light incident surface and the exit surface according to the present invention will be described later with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따르면, 상기 자외선 발광 소자(111)는 도 1에 예시적으로 도시해 보인 바와 같이 띠 형태의 단위 회로 기판(112)에 일렬 이상이 100nm 파장대에서 410nm 파장대까지 범위의 자외선 광을 출사하는 칩, 패키지 또는 칩과 패키지의 합형태의 LED광원으로 실장되는 것이 바람직하다.According to the present invention, as shown in FIG. 1, the ultraviolet light emitting element 111 emits ultraviolet light in a range of 100 nm to 410 nm in a band or more on a strip-shaped unit circuit board 112. to be mounted to the chip package or the chip and the package of the horn form of the LED light source the sum is preferred.
따라서, 상기 광원 패널(110)은 띠 형태의 단위 회로 기판(112) 다수가 각각 지지 패널(113)에 나란하게 어레이된 상태로 탑재되고, 각각의 단위 회로 기판(112)에 실장된 자외선 발광 소자(111)가 x-y 좌표 상의 매트릭스 형태의 어레이 모듈을 이루게 된다.Accordingly, the light source panel 110 is mounted in a state in which a plurality of strip-shaped unit circuit boards 112 are arranged side by side on the support panel 113 and mounted on the unit circuit boards 112, respectively. Reference numeral 111 constitutes an array module in matrix form on xy coordinates.
다른 한편으로는, 상기 자외선 발광 소자(111)는 보다 큰 면적의 단일 회로 기판(112)에 매트릭스 형태의 어레이 구조를 이루도록 100nm 파장대에서 410nm 파장대까지 범위의 자외선 광을 출사하는 칩, 패키지 또는 칩과 패키지가 혼합된 형태의 LED 광원으로 실장될 수 있다.On the other hand, the ultraviolet light emitting element 111 and the chip, package or chip that emits ultraviolet light in the range of 100nm wavelength range to 410nm wavelength to form a matrix array structure on a single circuit board 112 of a larger area; The package can be mounted as a mixed LED light source.
도 3은 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛(100)의 단위 광원으로 구비되는 자외선 발광 소자(111)의 어레이 구조를 모식적으로 나타내 보인 개략적 평면도이다.3 is a schematic plan view schematically showing an array structure of the ultraviolet light emitting element 111 provided as a unit light source of the exposure light source module unit 100 according to the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛(100)은 상기 광원 패널(110) 상에 있는 자외선 발광 소자(111) 어레이의 중심(O)을 원점으로 하는 x-y 직교 좌표 상에 다수의 자외선 발광 소자(111)가 일정한 간격(p)으로 이격 배치된 매트릭스 형태의 어레이 구조를 이루도록 구성된다.Referring to FIG. 3, the exposure light source module unit 100 according to the present invention includes a plurality of xy rectangular coordinates whose origin is the center O of the array of ultraviolet light emitting elements 111 on the light source panel 110. The ultraviolet light emitting element 111 is configured to form an array structure of a matrix form spaced apart at regular intervals p.
한편, 상기 지지 패널(113)은 사각형의 패널로 예시하였으나, 이와 같은 지지 패널(113)의 형상 구조는 일 실시예로 나타내 보인 것으로서, 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛(100)을 한정하는 것은 아니다.Meanwhile, the support panel 113 is illustrated as a rectangular panel, but the shape structure of the support panel 113 is shown as an embodiment, and the light source module unit 100 for exposure according to the present invention is limited. no.
따라서, 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛(100)은 예를 들어 원반형 패널 등과 같이 다양한 형상 구조로 변형된 실시예가 적용될 수 있다.Therefore, the light source module unit 100 for exposure according to the present invention may be applied to an embodiment modified in various shape structures such as, for example, a disc shaped panel.
즉, 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛(100)이 광원으로 장착되는 노광장치의 규격이나 구성 또는 노광 대상이나 노광 패턴 등에 따라 자외선 발광 소자(111)가 어레이되는 지지 패널(113)의 형상 구조가 최적의 상태로 채용되도록 다양한 형태로 변형될 수 있다.That is, the shape structure of the support panel 113 in which the ultraviolet light emitting element 111 is arrayed according to the specification or configuration of an exposure apparatus to which the exposure light source module unit 100 according to the present invention is mounted as a light source, an exposure target or an exposure pattern, etc. It may be modified in various forms to be employed in an optimal state.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 자외선 발광 소자(111)는 도 3에 예시된 바와 같이 지지 패널(113)에 홀수(9개)의 가로 열과 세로 열로 어레이된 구조에 있어서는 상기 광원 패널(110)의 자외선 발광소자 어레이의 중심(O)에 단위 자외선 발광 소자(111)가 배치될 수 있다.According to an aspect of the present invention, the ultraviolet light emitting element 111 is arranged in the horizontal and vertical rows of an odd number (9) in the support panel 113, as illustrated in FIG. The unit ultraviolet light emitting device 111 may be disposed at the center O of the ultraviolet light emitting device array.
다른 한편으로는, 상기 자외선 발광 소자(111)가 지지 패널(113)에 짝수의 가로 열과 세로 열로 어레이된 구조에 있어서는 상기 광원 패널(110)의 자외선 발광소자 어레이의 중심(O)에 단위 자외선 발광 소자(111)의 배치가 배제된 어레이 구조를 가진다.On the other hand, in the structure in which the ultraviolet light emitting element 111 is arranged in an even number of horizontal and vertical columns on the support panel 113, unit ultraviolet light is emitted at the center O of the ultraviolet light emitting element array of the light source panel 110. It has an array structure in which the arrangement of the elements 111 is excluded.
즉, 상기 광원 패널(110) 상에 있는 자외선 발광소자 어레이의 중심(O)은 각각의 단위 자외선 발광소자로부터 조사되는 확산 광이 집광 렌즈(121)에 의해 집광되는 수광 영역(도 4 및 도 5의 도면 부호 "A" 참조)의 중심과 동축 상에 배치되는 것으로서, 각 단위 집광 렌즈(121)의 편심량(도 2 및 도 4의 e1, e2, en 참조)을 결정하는 기준이 된다.That is, in the center O of the ultraviolet light emitting element array on the light source panel 110, a light receiving region in which diffused light irradiated from each unit ultraviolet light emitting element is collected by the condensing lens 121 (FIGS. 4 and 5). It is arranged coaxially with the center of reference numeral "A" of the reference numeral, and serves as a reference for determining the amount of eccentricity (see e1, e2, en in FIGS. 2 and 4) of each unit condensing lens 121.
상기 수광 영역(도 4 및 도 5의 도면 부호 "A" 참조)은 도시되어 있지 않은 노광장치의 광학계에 구비된 반사경을 거쳐 집속광이 통과하는 집광 타겟(target)을 형성하도록 어파쳐(aperture) 형태로 마련된다.The light receiving region (see reference numeral “A” in FIGS. 4 and 5) is apertured so as to form a focusing target through which focused light passes through a reflecting mirror provided in an optical system of an exposure apparatus, which is not shown. It is prepared in the form.
따라서, 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛(100)은 각각의 단위 자외선 발광 소자(111)로부터 조사되는 확산 광이 집광 렌즈(121)에 의해 집광 굴절되어 수광 영역의 집광 타겟(target)으로 형성되는 어파쳐(aperture)를 통과하도록 집광된다.Accordingly, in the light source module unit 100 for exposure according to the present invention, the diffused light emitted from each unit ultraviolet light emitting element 111 is collected and refracted by the condensing lens 121 to be formed as a condensing target of the light receiving region. Condensed to pass through the aperture.
즉, 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛(100)은 상기 광원 패널(110) 상에 있는 자외선 발광소자(111) 어레이의 중심(O)과 렌즈 패널(120)의 중심은 동축 상에 배치되며, 그 중심(O)을 지나는 임의의 기준 중심축선 측에서 점차 이격되어 가장자리에 가까이 배치되는 집광 렌즈(121)는 그와 대응되는 자외선 발광 소자(111)의 주광축에 대해 상기한 기준 중심축선 측으로 편심되는 거리가 점차 늘어나도록 배치된다.That is, in the exposure light source module unit 100 according to the present invention, the center O of the ultraviolet light emitting element 111 array on the light source panel 110 and the center of the lens panel 120 are coaxially disposed. The condensing lens 121, which is gradually spaced apart from the reference center axis side passing through the center O and is disposed close to the edge, is eccentric to the reference center axis side described above with respect to the main light axis of the ultraviolet light emitting element 111 corresponding thereto. Distance is gradually increased.
요컨대, 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛(100)은 집광 렌즈(121)가 자외선 발광 소자(111)의 주광축에 대해 편심되도록 배치되어 비유하자면 사시(斜視; strabismus) 렌즈의 역할과 기능을 수행하게 된다. 이에 따라 각각의 단위 자외선 발광 소자(111)로부터 조사되는 확산 광의 집광효율을 극대화시켜 주도록 작용하게 된다.In other words, the light source module unit 100 for exposure according to the present invention is disposed so that the condenser lens 121 is eccentric with respect to the main light axis of the ultraviolet light emitting element 111, so as to perform the role and function of a strabismus lens. Done. As a result, the light emitting efficiency of the diffused light emitted from each unit UV light emitting device 111 may be maximized.
즉, 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛(100)의 단위 자외선 발광소자(UV LED)에 대한 단위 집광 렌즈의 광학적 배열 구조는, 각각의 단위 자외선 발광 소자(111)로부터 조사되는 확산 광의 집광효율을 극대화시킬 수 있도록 하기 위하여 각각의 단위 집광 렌즈(121)가 자외선 발광 소자(111)의 주광축에 대해 편심되도록 배열되는 것으로서, 이하에서는 그 구체적인 구성과 작용에 대하여 상세하게 설명한다.That is, the optical arrangement structure of the unit condenser lens with respect to the unit ultraviolet light emitting device (UV LED) of the light source module unit 100 for exposure according to the present invention, the condensing efficiency of the diffused light emitted from each unit ultraviolet light emitting device 111 Each unit condenser lens 121 is arranged so as to be eccentric with respect to the main optical axis of the ultraviolet light emitting element 111 in order to maximize the specific constitution and operation thereof.
도 4 및 도 5는 각각 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛(100)의 집광 렌즈(121)가 자외선 발광 소자(111)의 주광축에 대해 편심되는 어레이 구조를 설명하기 위해 나타내 보인 모식도이다.4 and 5 are schematic views illustrating an array structure in which the condenser lens 121 of the light source module unit 100 for exposure according to the present invention is eccentric with respect to the main light axis of the ultraviolet light emitting element 111.
도 4 및 도 5에서 "a"는 자외선 발광 소자(111)로부터 집광 타겟(target)인 수광 영역(A)으로 설정되는 어파쳐(aperture)까지의 광학거리를 나타낸다.In FIG. 4 and FIG. 5, "a" shows the optical distance from the ultraviolet light emitting element 111 to an aperture set to the light receiving region A which is a light collecting target.
그리고, "b"는 상기 광원 패널(110)의 자외선 발광소자 어레이의 중심(O)을 지나는 기준 중심축선 측에서 이격되도록 배치되는 자외선 발광 소자(111)의 이격 거리를 나타낸다.In addition, "b" indicates a separation distance of the ultraviolet light emitting device 111 disposed to be spaced apart from the reference center axis side passing through the center O of the ultraviolet light emitting device array of the light source panel 110.
또한, "c"는 자외선 발광 소자(111)와 집광 렌즈(121)의 대면 이격 거리를 나타내며, "x"는 자외선 발광 소자(111)의 중심축과 집광 렌즈(121)의 중심축 사이의 편심 거리를 나타내고, "t"는 수광 영역(A)의 직경을 나타낸다.In addition, "c" represents a distance between the ultraviolet light emitting element 111 and the condenser lens 121 at a facing distance, and "x" represents an eccentricity between the central axis of the ultraviolet light emitting element 111 and the central axis of the condensing lens 121. "T" represents the diameter of the light-receiving area A. In FIG.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛(100)은 자외선 발광 소자(111)로부터 집광 타겟(target)인 수광 영역(A)으로 설정되는 어파쳐(aperture)까지의 광학거리 "a"에 대하여, 상기한 "b"와 "c", "x" 및 "t"의 관계가 다음 식에 의해 정의되도록 구성되는 것이 바람직하다.4 and 5, the light source module unit 100 for exposure according to the present invention is optical from an ultraviolet light emitting element 111 to an aperture set to a light receiving region A that is a light collecting target. With respect to the distance "a", it is preferable that the relationship of "b" and "c", "x" and "t" mentioned above is comprised so that it may be defined by following Formula.
즉, 집광 렌즈(121)의 편심 거리 "x"의 기준은 "x=b*c/a"를 만족하도록 설정되며, 상기 "x"의 범위는 "bc(2b-t)/2ab<x< bc(2b+t)/2ab"를 만족하도록 설정된다.That is, the reference of the eccentric distance "x" of the condensing lens 121 is set to satisfy "x = b * c / a", and the range of "x" is "bc (2b-t) / 2ab <x < bc (2b + t) / 2ab "is set to be satisfied.
이하에서는 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛(100)의 광 출력 파워(power) 및 조도 분포의 극대화를 위한 단위 집광 렌즈(121)의 광 입사면 및 출사면의 곡률(R)에 대한 범위와 그 작용 효과에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the range of the curvature R of the light incident surface and the exit surface of the unit light collecting lens 121 for maximizing the light output power and illuminance distribution of the light source module unit 100 for exposure according to the present invention and its The effect will be described in detail.
도 6 및 도 7은 각각 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛의 단위 집광 렌즈의 광 입사면 곡률(R)에 대한 범위를 설명하기 위해 모식적으로 도시해 보인 개략적 단면 구성도이다.6 and 7 are schematic cross-sectional views schematically showing the range of the light incident surface curvature R of the unit condenser lens of the light source module unit for exposure according to the present invention, respectively.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛(100)은, 상기 자외선 발광 소자(111)로부터 조사되는 확산 광의 집광효율을 극대화시켜 주기 위하여 상기 단위 집광 렌즈(121)의 광 입사면이 평면과, (-)0.15 이내의 곡률(R)을 가지는 오목면 및 (+)0.15 이내의 곡률(R)을 가지는 볼록면 중에서 선택된 어느 하나의 형태로 형성되는 동시에 광 출사면은 볼록 렌즈로 형성된다.6 and 7, the exposure light source module unit 100 according to the present invention includes light of the unit condenser lens 121 in order to maximize the condensing efficiency of the diffused light emitted from the ultraviolet light emitting element 111. The incident surface is formed in any one of a plane, a concave surface having a curvature R within (-) 0.15 and a convex surface having a curvature R within (+) 0.15, and the light exit surface is convex. It is formed into a lens.
본 발명에 따르면, 상술한 바와 같은 단위 집광 렌즈(121)의 광 입사면 곡률(R)의 범위는 상기 단위 자외선 발광 소자(111)에 대한 단위 집광 렌즈(121)의이격 거리(C1) 및 상기 단위 집광 렌즈(121)의 직경(d)에 대한 관계가 0.15<C1/d<0.5의 값을 만족하도록 배열되는 구성은 실제 "C1/d"의 값을 일정한 간격으로 설정한 상태에서 광조사면(Target; 노광면)의 조도를 측정하여 상기 자외선 발광 소자(111)로부터 조사되는 확산 광의 집광효율의 극대화를 통해 유효하고 유력한 최상의 조도를 얻을 수 있는 조건으로 설정된 것이다.According to the present invention, the range of the light incident surface curvature R of the unit condensing lens 121 as described above is the separation distance C1 of the unit condensing lens 121 with respect to the unit ultraviolet light emitting element 111 and the The arrangement in which the relationship with respect to the diameter d of the unit condensing lens 121 satisfies the value of 0.15 &lt; C1 / d &lt; 0.5 has a light irradiation surface (with the actual value of &quot; C1 / d &quot; Target (exposure surface) by measuring the illuminance of the light emitted from the ultraviolet light emitting element 111 through the maximization of the light condensing efficiency is set to a condition that can be obtained effective and effective best illuminance.
도 8 내지 도 10은 각각 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛(100)의 단위 집광 렌즈의 광 입사면 곡률(R)에 따른 광조사면(Target; 노광면)의 조도를 측정하여 그래프로 나타내 보인 도면이다.8 to 10 are graphs respectively measured by illuminance of the light irradiation surface (exposure surface) according to the light incident surface curvature R of the unit condenser lens of the light source module unit 100 for exposure according to the present invention. to be.
도 8을 참조하면, 상기 단위 집광 렌즈(121)의 광 입사면이 평면으로 형성되는 경우, 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛(100)은 광조사면(Target; 노광면)에 최대치(1)의 조도를 형성하도록 출력하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 8, when the light incident surface of the unit condenser lens 121 is formed in a plane, the exposure light source module unit 100 according to the present invention has a maximum value of 1 on a light irradiation surface. It can be seen that the output to form the illuminance.
다른 한편으로, 상기 단위 집광 렌즈(121)의 광 입사면이 각각 (-)0.15의 곡률(R)을 가지는 오목면과, (+)0.15의 곡률(R)을 가지는 볼록면으로 형성되는 경우에는, 광조사면(Target; 노광면)의 조도가 최대치(1)의 약 90% 전후의 조도를 형성하도록 출력하는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, when the light incident surface of the unit condensing lens 121 is formed as a concave surface having a curvature R of (-) 0.15 and a convex surface having a curvature R of (+) 0.15, respectively, It can be confirmed that the illuminance of the light irradiation surface (Target) is output so as to form an illuminance of about 90% of the maximum value 1.
따라서, 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛(100)은 광조사면(Target; 노광면)의 조도를 최대화하기 위하여 단위 집광 렌즈(121)의 광 입사면 곡률(R)이 (-)0.15<R<(+)0.15의 범위로 설정된 구성을 가진다.Therefore, the light source module unit 100 for exposure according to the present invention has the light incident surface curvature R of the unit condenser lens 121 (-) 0.15 &lt; R &lt; (+) Has a configuration set in the range of 0.15.
도 9를 참조하면, 상기 단위 집광 렌즈(121)의 직경(d)이 일정한 치수의 규격을 가지도록 형성되는 경우, 상기 단위 자외선 발광 소자(111)에 대한 이격 거리(C1)의 설정 관계(C1/d) 값이 0.3 전후에서 광조사면(Target; 노광면)에 최대치(1)의 조도를 형성하도록 출력하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 9, when the diameter d of the unit condenser lens 121 is formed to have a standard size, a setting relationship C1 of the separation distance C1 with respect to the unit UV light emitting element 111 is shown. / d) value can be confirmed to output so as to form the illuminance of the maximum value (1) on the light irradiation surface (arget (exposure surface)) around 0.3.
그리고, 상기 단위 자외선 발광 소자(111)에 대한 이격 거리(C1)의 설정 관계(C1/d) 값이 0.15 전후 및 0.5 전후에서 각각 광조사면(Target; 노광면)의 조도가 최대치(1)의 약 80% 전후의 조도를 형성하도록 출력하는 것을 확인할 수 있다.When the setting relationship C1 / d of the separation distance C1 with respect to the unit ultraviolet light emitting element 111 is about 0.15 and about 0.5, respectively, the illuminance of the light-targeting surface (exposure surface) of the unit ultraviolet light emitting element 111 is the maximum value (1). It can be seen that the output to form a roughness of about 80%.
따라서, 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛(100)은 상기 단위 자외선 발광 소자(111)에 대한 단위 집광 렌즈(121)의 이격 거리(C1) 및 상기 단위 집광 렌즈(121)의 직경(d)에 대한 관계 값이 0.15<C1/d<0.5의 범위를 만족하도록 배열되는 구성을 가진다.Accordingly, the exposure light source module unit 100 according to the present invention may be disposed at a separation distance C1 of the unit condensing lens 121 with respect to the unit UV light emitting element 111 and a diameter d of the unit condensing lens 121. Has a configuration arranged such that the relation value satisfies the range of 0.15 &lt; C1 / d &lt; 0.5.
도 10을 참조하면, 상기 단위 자외선 발광 소자(111)에 대한 단위 집광 렌즈(121)의 이격 거리(C1)가 일정한 값으로 설정되도록 배열되는 경우, 상기 단위 집광 렌즈(121)의 이격 거리(C1)와 상기 단위 집광 렌즈(121)의 직경(d)에 대한 관계(d/C1) 값이 4.0 내지 5.8 전후에서 광조사면(Target; 노광면)에 최대치(1)의 조도를 형성하도록 출력하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 10, when the separation distance C1 of the unit condensing lens 121 with respect to the unit ultraviolet light emitting element 111 is arranged to be set to a constant value, the separation distance C1 of the unit condensing lens 121 is set. ) And the relationship (d / C1) of the diameter d of the unit condenser lens 121 to output the illuminance of the maximum value 1 to the light irradiation surface (exposure surface) at about 4.0 to 5.8. You can check it.
그리고, 상기 단위 집광 렌즈(121)의 이격 거리(C1)와 상기 단위 집광 렌즈(121)의 직경(d)에 대한 관계(d/C1) 값이 2.8 전후에서 광조사면(Target; 노광면)의 조도가 최대치(1)의 약 80% 전후의 조도를 형성하도록 출력하는 것을 확인할 수 있다. The relationship d / C1 of the separation distance C1 of the unit condensing lens 121 and the diameter d of the unit condensing lens 121 is about 2.8 from the light irradiation surface. It can be seen that the illuminance outputs to form an illuminance of about 80% of the maximum value 1.
따라서, 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛(100)은 상기 자외선 발광 소자(111)로부터 조사되는 확산 광의 집광효율의 극대화를 통해 유도하여 최대의 조도를 얻을 수 있도록 상기 단위 집광 렌즈(121)의 이격 거리(C1)와 상기 단위 집광 렌즈(121)의 직경(d)에 대한 관계(d/C1) 값이 2.8<d/C1<5.8의 값을 만족하도록 배열되는 구성을 가진다.Therefore, the light source module unit 100 for exposure according to the present invention is spaced apart from the unit condenser lens 121 so as to obtain maximum illuminance by guiding through the maximization of the condensing efficiency of the diffused light emitted from the ultraviolet light emitting element 111. The relationship d / C1 of the distance C1 and the diameter d of the unit condenser lens 121 is arranged so as to satisfy the value of 2.8 <d / C1 <5.8.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 노광용 광원모듈 유닛을 도시해 보인 개략적 분리 사시도이고, 도 12는 도 11에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 노광용 광원모듈 유닛의 단위 광원과 집광 렌즈 어레이 구조를 설명하기 위해 모식적으로 도시해 보인 개략적 사시도이다.FIG. 11 is a schematic exploded perspective view illustrating a light source module unit for exposure according to another embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a unit light source and a condenser lens of the light source module unit for exposure according to another embodiment of the present invention shown in FIG. 11. It is a schematic perspective view which was shown typically for demonstrating an array structure.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 노광용 광원모듈 유닛(100)은 상기 제1의 광학 패널(120)의 광출사측에 나란하게 배열되도록 구비되는 제2의 광학 패널(130)을 더 포함하는 구성을 가진다.11 and 12, a light source module unit 100 for exposure according to another embodiment of the present invention is provided with a second optical panel provided to be arranged side by side on the light exit side of the first optical panel 120. It has a configuration that further includes (130).
상기 제2의 광학 패널(130)에는 광 입사면과 광 출사면이 각각 볼록 렌즈로 형성된 다수의 단위 집광 렌즈(131)가 상기 발광 소자(111)에 각각 대응되는 위치에서 주광축에 대해 상기 광원 패널(110) 상에 있는 자외선 발광소자 어레이의 중심을 지나는 임의의 기준 중심축선 측으로 편심된 상태의 매트릭스 형태의 어레이 구조로 구비된다.The second optical panel 130 has a plurality of unit condenser lenses 131 each having a light incident surface and a light emitting surface formed as convex lenses, respectively, with respect to the main light axis at positions corresponding to the light emitting elements 111. It is provided in a matrix-like array structure eccentric to any reference center axis side passing through the center of the ultraviolet light emitting element array on the panel 110.
즉, 상기 제2의 광학 패널(130)의 단위 집광 렌즈(131)는 상기 광원 패널(110)의 단위 자외선 발광 소자(111)의 주광축에 대해 편심되도록 배치되어 비유하자면 사시(斜視; strabismus) 렌즈의 역할과 기능을 수행함으로써, 각각의 단위 자외선 발광 소자(111)로부터 조사되는 확산 광의 집광효율을 극대화시켜 주도록 작용하게 된다. 이와 같이 상기 제2의 광학 패널(130)의 단위 집광 렌즈(131)가 편심되는 어레이 배열 구조를 가지는 구성은 도 4 및 도 5에 의해 설명된 바 있는 상기 제1의 광학 패널(120)의 단위 집광 렌즈(121)가 편심되는 어레이 배열 구조와 실질적으로 동일한 것으로서, 그 구성과 작용에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.That is, the unit condensing lens 131 of the second optical panel 130 is disposed so as to be eccentric with respect to the main light axis of the unit ultraviolet light emitting element 111 of the light source panel 110. By performing the role and function of the lens, it serves to maximize the light condensing efficiency of the diffused light emitted from each unit ultraviolet light emitting element 111. As described above, the configuration in which the unit condenser lens 131 of the second optical panel 130 is eccentric is arranged in the unit of the first optical panel 120 as described with reference to FIGS. 4 and 5. Since the condenser lens 121 is substantially the same as the array arrangement structure in which the condensing lens 121 is eccentric, a detailed description thereof will be omitted.
도 13은 도 11 및 도 12에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 노광용 광원모듈 유닛의 단위 집광 렌즈의 광학적 구조와 배열 상태에 대한 관계를 설명하기 위해 모식적으로 도시해 보인 개략적 단면 구성도이다.FIG. 13 is a schematic cross-sectional view schematically showing the relationship between an optical structure and an arrangement state of a unit condenser lens of an exposure light source module unit according to another embodiment of the present invention illustrated in FIGS. 11 and 12. to be.
도 13을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 노광용 광원모듈 유닛(100)은 상기 제1의 광학 패널(120)의 단위 집광 렌즈(121)와 상기 제2의 광학 패널(130)의 단위 집광 렌즈(131)의 이격 거리(C2)는 상기 제 2 광학 패널(130)의 단위 집광 렌즈(131)의 직경(d2)에 대하여 C2/d2<0.8의 값을 만족하도록 배열되는 어레이 구조를 가진다.Referring to FIG. 13, the exposure light source module unit 100 according to another embodiment of the present invention may include a unit condenser lens 121 of the first optical panel 120 and a unit of the second optical panel 130. The separation distance C2 of the condenser lens 131 has an array structure arranged to satisfy a value of C2 / d2 <0.8 with respect to the diameter d2 of the unit condenser lens 131 of the second optical panel 130. .
그리고, 상기 제2의 광학 패널(130)의 단위 집광 렌즈(131)의 직경(d2)은 상기 제1의 광학 패널(120)의 단위 집광 렌즈(121)의 직경(d1)에 대하여 0.7<d2/d<1.2의 값을 만족하도록 형성된다.The diameter d2 of the unit condenser lens 131 of the second optical panel 130 is 0.7 <d2 with respect to the diameter d1 of the unit condenser lens 121 of the first optical panel 120. It is formed to satisfy the value of / d <1.2.
상술한 바와 같은 제2의 광학 패널(130)의 단위 집광 렌즈(131)의 이격 거리(C2)와 직경(d2)이 각각 C2/d2<0.8 및 0.7<d2/d<1.2의 값을 만족하도록 배열되는 구성은 실제 "d2/d"의 값을 일정한 간격으로 설정한 상태에서 광조사면(Target; 노광면)의 조도를 측정하여 상기 자외선 발광 소자(111)로부터 조사되는 확산 광의 집광효율의 극대화를 통해 유효하고 유력한 최상의 조도를 얻을 수 있는 조건으로 설정된 것이다.The distance C2 and the diameter d2 of the unit light collecting lens 131 of the second optical panel 130 as described above satisfy the values of C2 / d2 <0.8 and 0.7 <d2 / d <1.2, respectively. The arrangement is arranged to measure the illuminance of the target (exposure surface) in a state where the value of "d2 / d" is set at regular intervals, thereby maximizing the condensing efficiency of the diffused light emitted from the ultraviolet light emitting element 111. It is set to the condition that can obtain effective and strong best illumination.
도 14 및 도 15은 각각 도 11 및 도 12에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 에 따른 노광용 광원모듈 유닛의 단위 집광 렌즈의 광 입사면 형상 구조와 배열 상태에 따른 광조사면의 조도를 측정하여 그래프로 나타내 보인 도면이다.14 and 15 are measured by the light incident surface shape of the unit condenser lens of the light source module unit for exposure according to another embodiment of the present invention shown in FIGS. 11 and 12 and the illuminance of the light irradiation surface according to the arrangement It is a graph shown.
도 14를 참조하면, 상기 제2의 광학 패널(130)의 단위 집광 렌즈(131)의 직경(d2)이 일정한 값으로 형성되는 경우, 상기 제1의 광학 패널(120)의 단위 집광 렌즈(121)와 상기 제2의 광학 패널(130)의 단위 집광 렌즈(131)의 이격 거리(C2) 및 상기 제 2 광학 패널(130)의 단위 집광 렌즈(131)의 직경(d2)의 관계 값(C2/d2)은 0.1에서 광조사면(Target; 노광면)에 최대치(1)의 조도를 형성하면서 이후 0.8 전후에서 최대치(1)의 90% 전후로 점차 조도가 감소되는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 14, when the diameter d2 of the unit condenser lens 131 of the second optical panel 130 is formed at a constant value, the unit condenser lens 121 of the first optical panel 120 is formed. ) And the relationship value C2 between the separation distance C2 of the unit condenser lens 131 of the second optical panel 130 and the diameter d2 of the unit condenser lens 131 of the second optical panel 130. / d2) can be seen that the illuminance of the maximum value (1) is formed on the light irradiation surface (Target (exposure surface)) at 0.1 and then gradually decrease the illuminance from about 0.8 to 90% of the maximum value (1).
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 노광용 광원모듈 유닛(100)은 상기 자외선 발광 소자(111)로부터 조사되는 확산 광의 집광효율의 극대화를 통해 유도하여 최대의 조도를 얻을 수 있도록 상기 제2의 광학 패널(130)의 단위 집광 렌즈(131)의 이격 거리(C2)와 직경(d2)이 각각 C2/d2<0.8의 값을 만족하는 구성을 가진다.Therefore, the exposure light source module unit 100 according to another embodiment of the present invention may be induced by maximizing the light condensing efficiency of the diffused light emitted from the ultraviolet light emitting element 111 to obtain the maximum illuminance. The separation distance C2 and the diameter d2 of the unit light collecting lens 131 of the panel 130 each have a value of C2 / d2 &lt; 0.8.
도 15을 참조하면, 상기 제1의 광학 패널(120)의 단위 집광 렌즈(121)의 직경(d)과 상기 제2의 광학 패널(130)의 단위 집광 렌즈(131)의 직경(d2)의 관계 값(d2/d)은 1.2 전후에서 광조사면(Target; 노광면)에 최대치(1)의 조도를 형성하면서 이후 0.7 전후에서 최대치(1)의 약 90% 전후로 점차 조도가 감소되는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 15, the diameter d of the unit condenser lens 121 of the first optical panel 120 and the diameter d2 of the unit condenser lens 131 of the second optical panel 130 are determined. It can be seen that the relationship value d2 / d forms the illuminance of the maximum value 1 on the light irradiation surface at about 1.2, and then gradually decreases the illuminance at about 90% of the maximum value 1 at about 0.7. have.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 노광용 광원모듈 유닛(100)은 상기 자외선 발광 소자(111)로부터 조사되는 확산 광의 집광효율의 극대화를 통해 유도하여 최대의 조도를 얻을 수 있도록 상기 제1의 광학 패널(120)의 단위 집광 렌즈(121)의 직경(d)과 상기 제2의 광학 패널(130)의 단위 집광 렌즈(131)의 직경(d2)의 관계 값(d2/d)은 0.7<d2/d<1.2의 조건을 만족하는 구성을 가진다.Accordingly, the exposure light source module unit 100 according to another embodiment of the present invention may be induced by maximizing the light condensing efficiency of the diffused light emitted from the ultraviolet light emitting element 111 to obtain the maximum illuminance. The relationship d2 / d between the diameter d of the unit condenser lens 121 of the panel 120 and the diameter d2 of the unit condenser lens 131 of the second optical panel 130 is 0.7 <d2. It has a configuration that satisfies the condition of /d<1.2.
한편, 도 16은 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛의 광 조사 상태를 촬영하여 나타내 보인 것으로서, 도 16의 (a)는 광학 패널(120)이 배제된 상태의 광원 패널(110)의 광 조사 상태를 촬영한 것이며, 도 16의 (b)는 광학 패널(120)을 통한 광 조사 상태를 촬영한 것이다.Meanwhile, FIG. 16 illustrates a light irradiation state of an exposure light source module unit according to the present invention, and FIG. 16A illustrates a light irradiation state of the light source panel 110 in which the optical panel 120 is excluded. In FIG. 16, (b) shows a light irradiation state through the optical panel 120.
도 16을 참조하면, 광학 패널(120)이 배제된 상태의 광 조사 상태에 비하여 광학 패널(120)을 통한 광 조사 상태의 밝기가 더욱 밝게 나타나는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 16, it can be seen that the brightness of the light irradiation state through the optical panel 120 appears brighter than the light irradiation state in which the optical panel 120 is excluded.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 노광용 광원모듈 유닛(100)은 도 17에 예시해 보인 바와 같이 상기 광원 패널(110)과 광학 패널(120)이 하우징(140)에 의해 지지되도록 장착되어 유닛화된 구성을 가질 수 있다.According to one aspect of the invention, the light source module unit 100 for exposure is mounted to be unitized so that the light source panel 110 and the optical panel 120 is supported by the housing 140 as shown in FIG. It can have a configured configuration.
따라서, 상술한 바와 같이 하우징(140)에 장착되도록 유닛화된 본 발명의 노광용 광원모듈 유닛(100)은 노광장치(미도시)의 광원으로 탈착 가능한 상태로 이용할 수 있게 된다. 이에 따라 주로 기존 노광장치의 광원으로 장착된 수은이나 할로겐 램프의 제거에 의해 부분적인 대체 개량이 가능한 호환성을 보유하게 됨으로써, 가성비(cost performance ratio)가 높은 실용적이고 경제적인 노광장치의 제공이 가능하다.Therefore, the light source module unit 100 for exposure of the present invention unitized to be mounted on the housing 140 as described above can be used in a removable state as a light source of an exposure apparatus (not shown). As a result, it is possible to provide a practical and economical exposure apparatus having a high cost performance ratio by retaining compatibility that can be partially replaced and improved by eliminating mercury or halogen lamps mounted as a light source of an existing exposure apparatus. Do.
다른 한편으로, 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛(100)은 상기 광원 패널(110)과 광학 패널(120)(130)이 한조를 이루도록 결합된 상태에서 노광장치에 구비된 브래킷이나 플랜지 등의 구조물에 의해 지지되는 광원으로 설치될 수도 있다.On the other hand, the light source module unit 100 for exposure according to the present invention is a structure such as a bracket or a flange provided in the exposure apparatus in a state in which the light source panel 110 and the optical panel 120, 130 are combined to form a pair It may be installed as a light source supported by.
그리고, 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛(100)은 광원 패널(110)과 광학 패널(120)의 주위에 마련되도록 상기 하우징(140)에 구비되는 방열수단을 더 포함하여 구성될 수 있다.The light source module unit for exposure 100 according to the present invention may further include heat dissipation means provided in the housing 140 to be provided around the light source panel 110 and the optical panel 120.
상기 방열수단은 도 17에 예시해 보인 바와 같이 냉각수 유입구(141)와 유출구(142)를 통해 냉각수가 순환하도록 냉각장치(chiller)와 연결되는 수냉식 방열수단이 설치될 수 있다.As illustrated in FIG. 17, the heat dissipation means may be a water-cooled heat dissipation means connected to a chiller to circulate the coolant through the coolant inlet 141 and the outlet 142.
그리고, 상기 방열수단은 예를 들어 상기 광원 패널(110)과 광학 패널(120)이 탑재되도록 상기 하우징(140)에 내장되는 히트 싱크가 설치될 수 있다.The heat dissipation means may include, for example, a heat sink embedded in the housing 140 to mount the light source panel 110 and the optical panel 120.
또한, 상기 방열수단은 공기의 순환을 위한 팬 또는 블로어를 사용한 공냉식 방열수단이 설치될 수도 있으며, 공냉식 방열수단과 상기한 수냉식 방열수단이 병합된 상태로 설치될 수도 있다. In addition, the heat dissipation means may be an air-cooled heat dissipation means using a fan or blower for the circulation of air, may be installed in a state in which the air-cooled heat dissipation means and the water-cooled heat dissipation means are merged.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명에 의한 노광용 광원모듈 유닛(100)은 비록 도면에 의해 예시해 보이지는 않았으나, 상기 자외선 발광소자(111)와 집광 렌즈(121)(131)가 원형으로 어레이된 구조를 가지도록 구성할 수 있다. 이와 같은 원형 어레이 구조의 경우 사각형 어레이 구조에 있어서 중심(O)으로부터 가장 멀리 이격된 모서리부분에 어레이되는 자외선 발광소자(111)로부터 발생되는 광 손실을 배제할 수 있는 장점을 가진다.According to another aspect of the present invention, the light source module unit 100 for exposure according to the present invention, although not shown by the drawings, the ultraviolet light emitting element 111 and the condenser lens 121, 131 is arranged in a circular array It can be configured to have a structure. Such a circular array structure has an advantage of eliminating light loss generated from the ultraviolet light emitting element 111 arranged at the corner portion spaced farthest from the center O in the rectangular array structure.
한편, 도 18은 상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛(100)과 기존 노광용 광원인 수은 램프(Hg Lamp)의 노광 성능을 테스트하여 비교한 결과를 사진으로 촬영하여 나타내 보인 도면이다.Meanwhile, FIG. 18 illustrates photographing and comparing the exposure performance of the light source module unit 100 for exposure according to the present invention having the configuration as described above and the exposure performance of the conventional light source Hg Lamp. Drawing.
도 18에 나타내 보인 테스트 결과는, 3.5인치 웨이퍼에 1.5um 두께의 포토레지스트(PR명 : DTFR-JC800)를 도포하고, 마스크 선폭을 1.0 내지 3.5um 범위에서 각각 0.2(또는 0.3um)의 간격으로 설정하여 노광한 다음, 수산화테트라메틸암모늄 하이드록사이드(TMAH) 2.38 wt% 현상액으로 현상하여 통상적인 LCD 제조공정에서 이용되는 포토리소그래피를 통해 형성된 미세 회로 패턴의 임계선폭미세치수(CD; Critical Demension)를 사진 촬영으로 측정한 것이다.The test results shown in FIG. 18 apply 1.5 μm thick photoresist (PR: DTFR-JC800) to the 3.5 inch wafer, and the mask line widths are spaced at intervals of 0.2 (or 0.3 μm) from 1.0 to 3.5 μm, respectively. After exposure by setting and developing with 2.38 wt% developer of tetramethylammonium hydroxide (TMAH), critical line width (CD) of the fine circuit pattern formed through photolithography used in a typical LCD manufacturing process Was measured by taking a picture.
도 18을 참조하면, 기존의 노광용 광원인 수은 램프를 이용하여 구현할 수 있는 미세 회로 패턴의 임계선폭미세치수(CD)의 한계는 2.0um 전후인데 반하여, 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛을 이용하여 구현할 수 있는 미세 회로 패턴의 임계선폭미세치수(CD)는 1.4um 전후까지 가능하다는 사실을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 18, the limit of the critical line width (CD) of the fine circuit pattern which can be realized by using a mercury lamp, which is a conventional light source for exposure, is around 2.0 μm, while using the light source module unit for exposure according to the present invention. It can be seen that the critical line width (CD) of the fine circuit pattern that can be realized can be around 1.4um.
그리고, 도 19는 도 18에서 사진 촬영으로 측정한 임계선폭미세치수(CD)를 이상적인 임계선폭미세치수(CD)와 비교할 수 있도록 그래프로 정리하여 나타내 보인 것이다.In addition, FIG. 19 illustrates the critical line width fine dimension CD measured by the photographing in FIG. 18 in a graph so as to be compared with the ideal critical line width fine dimension CD.
도 19를 참조하면, 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛을 이용하여 구현할 수 있는 미세 회로 패턴의 임계선폭미세치수(CD)는 기존의 노광용 광원인 수은 램프를 이용하여 구현할 수 있는 미세 회로 패턴의 임계선폭미세치수(CD)에 비하여 이상적인 임계선폭미세치수(CD)에 보다 근접된 패턴으로 형성된다는 사실을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 19, the critical line width fine dimension (CD) of the fine circuit pattern that can be implemented using the light source module unit for exposure according to the present invention is a threshold of the fine circuit pattern that can be implemented using a mercury lamp that is a conventional light source. It can be seen that it is formed in a pattern closer to the ideal critical line width CD than the line width CD.
따라서, 본 발명에 따른 노광용 광원모듈 유닛을 이용하여 형성한 미세 회로 패턴의 선폭은 기존 노광용 광원인 수은 램프(Hg Lamp)를 이용하여 형성한 회로 패턴의 선폭 보다 더 미세하고 정밀하게 형성될 수 있음을 확인할 수 있다. 이에 따라 본 발명에 따른 노광용 광원 모듈 유닛은 노광 공정에서 획기적인 고해상도 구현을 가능하게 해 준다.Therefore, the line width of the fine circuit pattern formed using the light source module unit for exposure according to the present invention may be formed finer and more precisely than the line width of the circuit pattern formed using a mercury lamp (Hg Lamp) which is a conventional light source for exposure. can confirm. Accordingly, the light source module unit for exposure according to the present invention enables a breakthrough high resolution in the exposure process.
도 20은 본 발명에 의한 노광용 광원모듈 유닛이 적용된 노광장치의 요부를 발췌하여 모식적으로 도시해 보인 개략적 구성도이다. 여기서, 앞서 도시된 도면의 참조부호와 동일한 참조부호는 동일 구성요소를 나타낸다.20 is a schematic structural diagram schematically showing an essential part of an exposure apparatus to which an exposure light source module unit according to the present invention is applied. Here, the same reference numerals as the reference numerals of the drawings shown above represent the same components.
도 20을 참조하면, 본 발명에 따른 노광 장치(200)는 감광제가 도포된 노광용 유리 기판(10)을 지지하기 위한 노광 테이블(250)과, 그 노광 테이블(250)을 X-Y 평면 좌표 상에 이동 가능한 상태로 구동시켜 주기 위한 구동수단(도면부호 없음)과, 상기 유리 기판(10)에 노광용 조명 광을 출사하도록 구비되는 노광용 광원모듈 유닛(100)과, 상기 유리 기판(10)과 노광용 광원모듈 유닛(100)의 사이에 마련되는 광학계(210 ~ 230) 및 상기 구동수단과 노광용 광원 유닛(100)의 구동을 연계하여 제어하는 제어 수단(도면부호 없음)을 포함하여 구성된다. 여기서, 미설명 도면 부호 240은 노광 패턴이 형성된 노광용 마스크를 나타낸 것이다.Referring to FIG. 20, the exposure apparatus 200 according to the present invention moves an exposure table 250 for supporting the exposure glass substrate 10 to which the photosensitive agent is applied, and moves the exposure table 250 on XY plane coordinates. Driving means (not shown) for driving in a possible state, an exposure light source module unit 100 provided to emit exposure illumination light onto the glass substrate 10, the glass substrate 10 and the exposure light source module It comprises an optical system (210 to 230) provided between the unit 100 and the control means (not shown) for controlling the driving means and the drive of the exposure light source unit 100 in conjunction with. Here, reference numeral 240 denotes an exposure mask on which an exposure pattern is formed.
상기 유리 기판(10)은 상기 노광용 광원모듈 유닛(100)으로부터 조사되는 조명 광이 입사되는 면에 감광제가 도포되며, 그 감광면에 형성된 감광 패턴과 동일한 패턴이 형성되어 있는 마스크(240)가 공기층을 사이에 두고 노광 테이블(250)에 지지되도록 마련된다. 이에 따라 노광용 광원모듈 유닛(100)에서 출사되는 조명 광이 광학계(210 ~ 230)를 통해 집광되면서 마스크(240)를 통과하여 유리 기판(10)의 감광면에 조사됨으로써, 마스크(240)에 형성된 노광 패턴이 유리 기판(3)의 감광면에 전사되는 노광공정을 수행하게 된다.The glass substrate 10 is coated with a photosensitive agent on a surface on which the illumination light irradiated from the light source module unit 100 for exposure is incident, and the mask 240 having the same pattern as the photosensitive pattern formed on the photosensitive surface is formed in an air layer. It is provided so as to be supported by the exposure table 250 with the space between. Accordingly, the illumination light emitted from the light source module unit 100 for exposure is focused on the photosensitive surface of the glass substrate 10 by passing through the mask 240 while being condensed through the optical systems 210 to 230, thereby forming the mask 240. An exposure process is performed in which the exposure pattern is transferred to the photosensitive surface of the glass substrate 3.
상기 노광 테이블(250)은 유리 기판(10)과 마스크(240)의 상대적인 사이즈에 따라 구동수단에 의해 X-Y 평면 좌표 상으로 이동하면서 유리 기판(10)과 마스크(240)의 위치를 정렬시킨 상태에서 노광공정을 수행하게 된다.The exposure table 250 moves in the XY plane coordinates by the driving means according to the relative sizes of the glass substrate 10 and the mask 240 while the positions of the glass substrate 10 and the mask 240 are aligned. The exposure process is performed.
한편, 본 발명에 의한 노광장치(200)에 있어서, 상기 유리 기판(10)과 마스크(240)는 서로 이격되도록 구비되는 구성을 예시하였으나, 그러한 구성이 본 발명을 한정하는 것은 아니다.In the exposure apparatus 200 according to the present invention, the glass substrate 10 and the mask 240 are illustrated to be spaced apart from each other, but such a configuration does not limit the present invention.
다른 한편으로는, 유리 기판(10)의 감광면에 마스크(240)가 밀착되도록 구비되는 구성을 가질 수 있다. 이러한 구성의 경우, 유리 기판(10)의 감광면이 밀착 노광되어서 마스크(240)의 패턴이 감광면에 전사된다.On the other hand, the mask 240 may be configured to be in close contact with the photosensitive surface of the glass substrate 10. In such a configuration, the photosensitive surface of the glass substrate 10 is closely exposed and the pattern of the mask 240 is transferred to the photosensitive surface.
또한, 유리 기판(10)과 마스크(240) 사이의 갭(gap)을 넓혀서 유리 기판(10)과 마스크(240)의 사이에 축소 투영 렌즈를 개재시킨 구성에 의해 마스크(240)에 형성된 패턴을 유리 기판(10)의 감광면에 축소 투영 노광할 수 있다.In addition, the gap formed between the glass substrate 10 and the mask 240 is widened to form a pattern formed in the mask 240 by a configuration in which a reduction projection lens is interposed between the glass substrate 10 and the mask 240. The reduced projection exposure can be performed on the photosensitive surface of the glass substrate 10.
그리고, 상기 광학계(210 ~ 230)는 마스크(240)에 조명 광을 효율적으로 집광시켜 주기 위해 마련되는 것으로서, 노광용 광원모듈 유닛(100)으로부터 조사되는 조명 광이 수광 영역으로 설정된 어파쳐(aperture)(A)를 통과하도록 반사시켜 주기 위한 반사경(210)과, 상기 어파쳐(aperture)(A)를 통과하는 조명 광을 마스크(240)에 집광시켜 주기 위한 반사경(230)으로 굴절시켜 주기 위한 플라이 아이 렌즈(fly eye lens)(221)와 콘덴서 렌즈(condense lens)(222) 및 플레이트 렌즈(plate lens)(223)(224)를 포함한다. 이와 같은 광학계(210 ~ 230)의 구성은 본 발명에 의한 노광장치(200)을 한정하는 것은 아니며, 노광 대상과 마스크의 규격 등에 따라 다양한 형태의 변형된 구성이 적용될 수도 있다.In addition, the optical systems 210 to 230 are provided to efficiently condense the illumination light onto the mask 240, and the illumination light emitted from the light source module unit 100 for exposure is set to a light receiving area. Ply for refracting the reflector 210 for reflecting through (A) and the reflector 230 for condensing the illumination light passing through the aperture (A) to the mask 240 A fly eye lens 221, a condense lens 222, and a plate lens 223, 224. The configuration of the optical system 210 to 230 is not limited to the exposure apparatus 200 according to the present invention, and various modified configurations may be applied according to the exposure target and the standard of the mask.
상기 노광용 광원모듈 유닛(100)은 본 발명에 의한 노광장치(200)를 특징 지우는 구성요소로서, 다수의 단위 자외선 발광 소자(UV LED)(111)가 회로 기판(112) 상에 매트릭스 형태의 어레이 구조로 실장되어 지지 패널(113)에 탑재되도록 이루어진 광원 패널(110)과, 상기 광원 패널(110)과 대면하도록 상기 자외선 발광 소자(111)의 광출사측에 배치되는 렌즈 패널(122)에 다수의 단위 집광 렌즈(121)가 상기 자외선 발광 소자(111)어레이의 간격(p)와 각각 대응되는 간격(p)의 위치에서 주광축에 대해 상기 광원 패널(110) 상에 있는 자외선 발광소자(111) 어레이의 중심(O)(도 2 참조)을 지나는 임의의 기준 중심축선 측으로 편심된 상태(e1, e2)의 매트릭스 형태의 어레이 구조로 구비되어 이루어진 광학 패널(120)을 포함한다.The light source module unit 100 for exposure is a component for characterizing the exposure apparatus 200 according to the present invention, and a plurality of unit ultraviolet light emitting devices (UV LEDs) 111 are arranged in a matrix form on the circuit board 112. A plurality of light source panels 110 mounted in a structure to be mounted on the support panel 113 and lens panels 122 disposed on the light exit side of the ultraviolet light emitting element 111 to face the light source panel 110. The unit light collecting lens 121 of the ultraviolet light emitting element 111 on the light source panel 110 with respect to the main optical axis at the position of the interval p corresponding to the interval p of the ultraviolet light emitting element 111 array, respectively. ) Includes an optical panel 120 provided in an array structure in a matrix form in a state eccentric to the reference center axis side passing through the center O of the array (see FIG. 2).
그리고, 상술한 바와 같은 구성을 가지는 노광용 광원모듈 유닛(100)에 있어서, 상기 단위 집광 렌즈(121)는 광 입사면이 평면과, (-)0.15 이내의 곡률(R)을 가지는 오목면 및 (+)0.15 이내의 곡률(R)을 가지는 볼록면 중에서 선택된 어느 하나의 형태로 형성되는 동시에 광 출사면은 볼록 렌즈로 형성되고, 상기 단위 자외선 발광 소자(111)와 상기 단위 집광 렌즈(121)의 이격 거리(C1)는 상기 단위 집광 렌즈(121)의 직경(d)에 대하여 0.15<C1/d<0.5의 값을 만족하도록 배열되는 구성을 가진다.In the exposure light source module unit 100 having the above-described configuration, the unit condensing lens 121 has a flat light incident surface, a concave surface having a curvature R within (−) 0.15, and ( +) Is formed in any one form selected from the convex surface having a curvature (R) within 0.15 and at the same time the light output surface is formed of a convex lens, and the unit ultraviolet light emitting element 111 and the unit The separation distance C1 is arranged to satisfy a value of 0.15 < C1 / d < 0.5 with respect to the diameter d of the unit condenser lens 121.
본 발명에 의한 노광장치(200)에 따르면, 상기 자외선 발광 소자(111)는 도 1에 예시적으로 도시해 보인 바와 같이 띠 형태의 단위 회로 기판(112)에 일렬 이상이 100nm 파장대에서 410nm 파장대까지 범위의 자외선 광을 출사하는 칩, 패키지 또는 칩과 패키지의 혼합 형태의 LED 광원으로 실장되는 것이 바람직하다.According to the exposure apparatus 200 according to the present invention, the ultraviolet light emitting element 111 has a band-like unit circuit board 112 in a range of 100 nm to 410 nm, as illustrated in FIG. 1. It is preferable to be mounted as an LED light source in the form of a chip, a package or a mixture of chips and packages that emit ultraviolet light in the range.
상기한 바와 같은 구성을 가지는 노광용 광원모듈 유닛(100)은 다수의 자외선 발광소자(UV LED)어레이 모듈인 광원 패널에 대해 집광 효율을 극대화시킬 수 있는 집광 렌즈 어레이 모듈인 광학 패널을 조합한 것으로서, 도 1 내지 도 20에 의해 상세하게 설명되고, 특허청구범위의 청구항 1 내지 12에 기재된 바와 같은 구성을 가지는 것으로서, 그 상세한 설명은 생략한다.The exposure light source module unit 100 having the configuration as described above is a combination of an optical panel that is a condensing lens array module capable of maximizing condensing efficiency with respect to a light source panel that is a plurality of UV LED array modules. It is demonstrated in detail by FIGS. 1-20, and has the structure as described in Claims 1-12 of a claim, The detailed description is abbreviate | omitted.
요컨대, 본 발명에 의한 노광장치(200)는 기존의 통상적인 노광장치에 대해 상기한 노광용 광원모듈 유닛(100)이 대체되도록 설치된 구성을 가짐으로써, 저소비전력의 사용, 광원 교체비용의 절감, 노광장치의 가동시간의 향상 및 환경문제의 해결 등을 통하여 획기적인 유지비용의 절감 효과를 기대할 수 있을 뿐만 아니라 특히 자외선의 단일파장과 단파장으로 고출력 및 고효율 구현이 가능하게 됨에 따라 노광 성능과 노광 효율의 효과적인 향상에 의해 노광 패턴의 미세화와 획기적인 고해상도 구현이 가능한 장점을 가진다.In short, the exposure apparatus 200 according to the present invention has a configuration in which the exposure light source module unit 100 is replaced with respect to a conventional conventional exposure apparatus, thereby using low power consumption, reducing the cost of replacing the light source, and exposing the light. Not only can we expect significant reduction in maintenance costs by improving the device uptime and solving environmental problems, but also it is possible to realize high output and high efficiency with single wavelength and short wavelength of ultraviolet rays. By the improvement, the exposure pattern can be miniaturized and breakthrough high resolution can be realized.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 의해 한정되지 않으며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시예가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.The present invention as described above is not limited to the specific preferred embodiment described above, and anyone skilled in the art to which the invention belongs without departing from the gist of the invention claimed in the claims. Various modifications are possible, of course, and such changes fall within the scope of the claims set forth.
본 발명은 노광용 광원에 관한 것으로, 반도체 웨이퍼나 화상 디스플레이 패널 등에 미세 회로 패턴을 형성하기 위하여 포토리소그래피(Photolithography) 공정에 사용되는 노광용 자외선 발광소자(UV LED) 광원모듈 유닛에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure light source, and more particularly, to an exposure ultraviolet light emitting device (UV LED) light source module unit used in a photolithography process for forming a fine circuit pattern on a semiconductor wafer, an image display panel, or the like.

Claims (15)

  1. 다수의 단위 자외선 발광 소자(111)가 회로 기판(112) 상에 매트릭스 형태의 어레이 구조로 실장되어 지지 패널(113)에 탑재되도록 이루어진 광원 패널(110)과;A plurality of unit ultraviolet light emitting devices 111 mounted on the circuit board 112 in a matrix-like array structure and mounted on the support panel 113;
    상기 광원 패널(110)과 대면하도록 상기 발광 소자(111)의 광출사측에 배치되는 렌즈 패널(122)에 다수의 단위 집광 렌즈(121)가 상기 발광 소자(111)에 각각 대응되는 위치에서 주광축에 대해 상기 광원 패널(110) 상에 있는 자외선 발광소자 어레이의 중심을 지나는 임의의 기준 중심축선 측으로 편심된 상태의 매트릭스 형태의 어레이 구조로 구비되어 이루어진 제1의 광학 패널(120);을 포함하며,A plurality of unit condenser lenses 121 are positioned at the positions corresponding to the light emitting elements 111 on the lens panel 122 disposed on the light output side of the light emitting element 111 so as to face the light source panel 110. The first optical panel 120 is provided in an array structure in the form of a matrix eccentric with respect to any reference center axis side passing through the center of the ultraviolet light emitting element array on the light source panel 110 with respect to the optical axis. ,
    상기 단위 집광 렌즈(121)는 광 입사면이 평면과, (-)0.15 이내의 곡률(R)을 가지는 오목면 및 (+)0.15 이내의 곡률(R)을 가지는 볼록면 중에서 선택된 어느 하나의 형태로 형성되는 동시에 광 출사면은 볼록 렌즈로 형성되고,The unit condensing lens 121 has any one selected from a plane having a light incident surface, a concave surface having a curvature R within (−) 0.15, and a convex surface having a curvature R within (+) 0.15. At the same time the light exit surface is formed of a convex lens,
    상기 단위 자외선 발광 소자(111)와 상기 단위 집광 렌즈(121)의 이격 거리(C1)는 상기 단위 집광 렌즈(121)의 직경(d)에 대하여 0.15<C1/d<0.5의 값을 만족하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 노광용 광원모듈 유닛.The separation distance C1 of the unit UV light emitting element 111 and the unit condenser lens 121 is arranged to satisfy a value of 0.15 <C1 / d <0.5 with respect to the diameter d of the unit condenser lens 121. Light source module unit for exposure, characterized in that.
  2. 제 1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 단위 집광 렌즈(121)의 직경(d)은 상기 단위 자외선 발광 소자(111)와 상기 단위 집광 렌즈(121)의 이격 거리(C1)에 대하여 2.8<d/C1<5.8의 값을 만족하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 노광용 광원모듈 유닛.The diameter d of the unit condenser lens 121 is formed to satisfy a value of 2.8 <d / C1 <5.8 for the separation distance C1 of the unit ultraviolet light emitting element 111 and the unit condenser lens 121. Light source module unit for exposure, characterized in that.
  3. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제1의 광학 패널(120)의 광출사측에 나란하게 배열되는 제2의 광학 패널(130)이 더 구비되며,The second optical panel 130 is further provided side by side on the light exit side of the first optical panel 120,
    상기 제2의 광학 패널(130)에는 광 입사면과 광 출사면이 각각 볼록 렌즈로 형성된 다수의 단위 집광 렌즈(131)가 상기 발광 소자(111)에 각각 대응되는 위치에서 주광축에 대해 상기 광원 패널(110) 상에 있는 자외선 발광소자 어레이의 중심을 지나는 임의의 기준 중심축선 측으로 편심된 상태의 매트릭스 형태의 어레이 구조로 구비되는 것을 특징으로 하는 노광용 광원모듈 유닛.The second optical panel 130 has a plurality of unit condenser lenses 131 each having a light incident surface and a light emitting surface formed as convex lenses, respectively, with respect to the main light axis at positions corresponding to the light emitting elements 111. The light source module unit for exposure, characterized in that it is provided in an array structure of a matrix form eccentrically toward any reference center axis side passing through the center of the ultraviolet light emitting element array on the panel (110).
  4. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein
    상기 제1의 광학 패널(120)의 단위 집광 렌즈(121)와 상기 제2의 광학 패널(130)의 단위 집광 렌즈(131)의 이격 거리(C2)는 상기 제 2 광학 패널(130)의 단위 집광 렌즈(131)의 직경(d2)에 대하여 C2/d2<0.8의 값을 만족하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 노광용 광원모듈 유닛.The separation distance C2 between the unit condenser lens 121 of the first optical panel 120 and the unit condenser lens 131 of the second optical panel 130 is a unit of the second optical panel 130. The light source module unit for exposure characterized in that it is arranged so as to satisfy the value of C2 / d2 &lt; 0.8 with respect to the diameter (d2) of the condensing lens (131).
  5. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein
    상기 제2의 광학 패널(130)의 단위 집광 렌즈(131)의 직경(d2)은 상기 제1의 광학 패널(120)의 단위 집광 렌즈(121)의 직경(d)에 대하여 0.7<d2/d<1.2의 값을 만족하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 노광용 광원모듈 유닛.The diameter d2 of the unit condenser lens 131 of the second optical panel 130 is 0.7 <d2 / d with respect to the diameter d of the unit condenser lens 121 of the first optical panel 120. The light source module unit for exposure characterized in that it is formed so as to satisfy the value of <1.2.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항의 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4,
    상기 단위 집광 렌즈(121)(131)는 상기 광원 패널 상에 있는 자외선 발광소자 어레이의 중심을 지나는 임의의 기준 중심축선 측에서 점차 이격되어 가장자리에 가까이 배치될수록 대응되는 단위 자외선 발광소자의 주광축에 대한 편심량이 늘어나는 매트릭스 형태의 어레이 구조로 마련되어 각각의 단위 자외선 발광 소자로부터 조사되는 확산 광을 노광장치의 광학계에 설정된 수광 영역에 집광시켜 주도록 이루어진 것을 특징으로 하는 노광용 광원모듈 유닛.The unit condenser lenses 121 and 131 are gradually spaced apart from the reference center axis side passing through the center of the ultraviolet light emitting element array on the light source panel, and closer to the edge thereof, so that the unit condensing lenses 121 and 131 are disposed on the main optical axis of the corresponding unit ultraviolet light emitting element. The light source module unit for exposure characterized in that it is formed in an array structure of a matrix form in which the amount of eccentricity is increased to focus diffused light emitted from each unit ultraviolet light emitting element in a light receiving area set in the optical system of the exposure apparatus.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항의 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4,
    상기 자외선 발광 소자로부터 수광 영역(A)까지의 광학거리 "a"에 대하여, 상기 광원 패널 상에 있는 자외선 발광소자 어레이의 중심(O)을 지나는 기준 중심축선 측에서 이격되는 자외선 발광 소자의 이격 거리 "b"와, 상기 자외선 발광 소자와 상기 제1의 광학 패널의 집광 렌즈의 대면 이격 거리 "c"와, 상기 각각의 자외선 발광 소자의 중심축과 상기 제1의 광학 패널의 집광 렌즈의 중심축 사이의 편심 거리 "x" 및 수광 영역(A)의 직경 "t"의 관계는, 상기 제1의 광학 패널의 집광 렌즈의 편심 거리 "x"의 기준이 "x=b*c/a"를 만족하도록 설정되며, 상기 "x"의 범위는 "bc(2b-t)/2ab<x< bc(2b+t)/2ab"를 만족하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 노광용 광원모듈 유닛.A distance of the ultraviolet light emitting element spaced apart from the ultraviolet light emitting element from the reference center axis side passing through the center O of the ultraviolet light emitting element array on the light source panel with respect to the optical distance "a" from the light receiving region A. " b ", the facing distance " c " between the ultraviolet light emitting element and the condenser lens of the first optical panel, the central axis of the respective ultraviolet light emitting elements and the central axis of the condenser lens of the first optical panel. The relationship between the eccentric distance " x " and the diameter " t " of the light-receiving area A between the reference indicates that the reference of the eccentric distance " x " of the condensing lens of the first optical panel is " x = b * c / a ". And a range of "x" is set to satisfy "bc (2b-t) / 2ab <x <bc (2b + t) / 2ab".
  8. 제 1 항 내지 제 4 항의 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4,
    상기 자외선 발광 소자는 띠 형태의 단위 회로 기판에 칩이나 패키지 중에서 선택된 어느 하나의 형태나 양자가 혼합된 형태의 LED 광원으로 실장되는 것을 특징으로 하는 노광용 광원모듈 유닛.The ultraviolet light emitting device is a light source module unit for exposure, characterized in that mounted on the band-shaped unit circuit board as a LED light source of any one selected from a chip or a package or a mixture of both.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항의 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4,
    상기 자외선 발광 소자는 단일의 회로 기판에 칩이나 패키지 중에서 선택된 어느 하나의 형태나 양자가 혼합된 형태의 LED 광원으로 실장되는 것을 특징으로 하는 노광용 광원모듈 유닛.The ultraviolet light emitting device is a light source module unit for exposure, characterized in that mounted on a single circuit board as a LED light source of any one type selected from the chip or package or a mixture of both.
  10. 제 1 항 내지 제 4 항의 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4,
    상기 광원 패널과 상기 광학 패널은 하우징에 의해 지지되어 노광장치에 착탈 가능한 상태로 유닛화되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 노광용 광원모듈 유닛.And the light source panel and the optical panel are supported by the housing to be united in a detachable state to the exposure apparatus.
  11. 제 1 항 내지 제 4 항의 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4,
    상기 광원 패널과 상기 광학 패널의 주위에는 방열수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 노광용 광원모듈 유닛.The light source module unit for exposure, characterized in that the heat radiation means is further provided around the light source panel and the optical panel.
  12. 감광제가 도포된 노광용 기판을 지지하기 위한 노광 테이블과, 그 노광 테이블을 X-Y 평면 좌표 상에 이동 가능한 상태로 구동시켜 주기 위한 구동 수단과, 상기 기판의 노광 패턴 형성을 위한 마스크에 조명 광을 출사하도록 구비되는 노광용 광원모듈 유닛과, 상기 기판과 노광용 광원모듈 유닛의 사이에 마련되는 광학계 및 상기 구동수단과 노광용 광원 유닛의 구동을 연계하여 제어하는 제어 수단을 포함하는 노광장치에 있어서,An exposure table for supporting an exposure substrate coated with a photosensitive agent, driving means for driving the exposure table in a movable state on XY plane coordinates, and emitting illumination light to a mask for forming an exposure pattern of the substrate An exposure apparatus comprising: an exposure light source module unit provided; an optical system provided between the substrate and the exposure light source module unit; and control means for controlling the driving means and the driving of the exposure light source unit in association with each other.
    상기 노광용 광원모듈 유닛은,The light source module unit for exposure,
    다수의 단위 자외선 발광 소자(111)가 회로 기판(112) 상에 매트릭스 형태의 어레이 구조로 실장되어 지지 패널(113)에 탑재되도록 이루어진 광원 패널(110)과;A plurality of unit ultraviolet light emitting devices 111 mounted on the circuit board 112 in a matrix-like array structure and mounted on the support panel 113;
    상기 광원 패널(110)과 대면하도록 상기 발광 소자(111)의 광출사측에 배치되는 렌즈 패널(122)에 다수의 단위 집광 렌즈(121)가 상기 발광 소자(111)에 각각 대응되는 위치에서 주광축에 대해 상기 광원 패널(110) 상에 있는 자외선 발광소자 어레이의 중심을 지나는 임의의 기준 중심축선 측으로 편심된 상태의 매트릭스 형태의 어레이 구조로 구비되어 이루어진 제1의 광학 패널(120);을 포함하며,A plurality of unit condenser lenses 121 are positioned at the positions corresponding to the light emitting elements 111 on the lens panel 122 disposed on the light output side of the light emitting element 111 so as to face the light source panel 110. The first optical panel 120 is provided in an array structure in the form of a matrix eccentric to the reference center axis side passing through the center of the ultraviolet light emitting element array on the light source panel 110 with respect to the optical axis; ,
    상기 단위 집광 렌즈(121)는 광 입사면이 평면과, (-)0.15 이내의 곡률(R)을 가지는 오목면 및 (+)0.15 이내의 곡률(R)을 가지는 볼록면 중에서 선택된 어느 하나의 형태로 형성되는 동시에 광 출사면은 볼록 렌즈로 형성되고,The unit condenser lens 121 has any one selected from a plane having a light incident surface, a concave surface having a curvature R within (−) 0.15, and a convex surface having a curvature R within (+) 0.15. At the same time the light exit surface is formed of a convex lens,
    상기 단위 자외선 발광 소자(111)와 상기 단위 집광 렌즈(121)의 이격 거리(C1)는 상기 단위 집광 렌즈(121)의 직경(d)에 대하여 0.15<C1/d<0.5의 값을 만족하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 노광장치.The separation distance C1 of the unit UV light emitting element 111 and the unit condenser lens 121 is arranged to satisfy a value of 0.15 <C1 / d <0.5 with respect to the diameter d of the unit condenser lens 121. Exposure apparatus, characterized in that.
  13. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12,
    상기 제1의 광학 패널(120)의 광출사측에 나란하게 배열되는 제2의 광학 패널(130)이 더 구비되며,The second optical panel 130 is further provided side by side on the light exit side of the first optical panel 120,
    상기 제2의 광학 패널(130)에는 다수의 단위 집광 렌즈(131)가 상기 발광 소자(111)에 각각 대응되는 위치에서 주광축에 대해 상기 광원 패널(110) 상에 있는 자외선 발광소자 어레이의 중심을 지나는 임의의 기준 중심축선 측으로 편심된 상태의 매트릭스 형태의 어레이 구조로 구비되고,In the second optical panel 130, a plurality of unit condensing lenses 131 are positioned on the light source panel 110 with respect to the main light axis at positions corresponding to the light emitting elements 111, respectively. It is provided in an array structure of a matrix form eccentric to any reference center axis side passing through,
    상기 제1의 광학 패널(120)의 단위 집광 렌즈(121)와 상기 제2의 광학 패널(130)의 단위 집광 렌즈(131)의 이격 거리(C2)는 상기 제 2 광학 패널(130)의 단위 집광 렌즈(131)의 직경(d2)에 대하여 C2/d2<0.8의 값을 만족하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 하는 노광장치.The separation distance C2 between the unit condenser lens 121 of the first optical panel 120 and the unit condenser lens 131 of the second optical panel 130 is a unit of the second optical panel 130. An exposure apparatus characterized by being arranged so as to satisfy the value of C2 / d2 &lt; 0.8 with respect to the diameter (d2) of the condenser lens (131).
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,The method according to claim 12 or 13,
    상기 단위 집광 렌즈(121)(131)는 상기 광원 패널의 자외선 발광소자 어레이의 중심을 지나는 임의의 기준 중심축선 측에서 점차 이격되어 가장자리에 가까이 배치될수록 대응되는 단위 자외선 발광소자의 주광축에 대한 편심량이 늘어나는 매트릭스 형태의 어레이 구조로 마련되어 각각의 단위 자외선 발광 소자로부터 조사되는 확산 광을 노광장치의 광학계에 설정된 수광 영역에 집광시켜 주도록 이루어진 것을 특징으로 하는 노광장치.The unit condensing lenses 121 and 131 are gradually spaced apart from an arbitrary reference center axis side passing through the center of the ultraviolet light emitting element array of the light source panel and closer to the edge, so that the unit eccentricity with respect to the main light axis of the corresponding unit ultraviolet light emitting element is increased. An exposure apparatus characterized by comprising an array structure in the form of an elongated matrix to focus diffused light irradiated from each unit ultraviolet light emitting element in a light receiving region set in an optical system of the exposure apparatus.
  15. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,The method according to claim 12 or 13,
    상기 자외선 발광 소자로부터 수광 영역(A)까지의 광학거리 "a"에 대하여, 상기 광원 패널 상에 있는 자외선 발광소자 어레이의 중심(O)을 지나는 기준 중심축선 측에서 이격되는 자외선 발광 소자의 이격 거리 "b"와, 상기 자외선 발광 소자와 상기 제1의 광학 패널의 집광 렌즈의 대면 이격 거리 "c"와, 상기 각각의 자외선 발광 소자의 중심축과 상기 제1의 광학 패널의 집광 렌즈의 중심축 사이의 편심 거리 "x" 및 수광 영역(A)의 직경 "t"의 관계는, 상기 제1의 광학 패널의 집광 렌즈의 편심 거리 "x"의 기준이 "x=b*c/a"를 만족하도록 설정되며, 상기 "x"의 범위는 "bc(2b-t)/2ab<x< bc(2b+t)/2ab"를 만족하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 노광장치.The distance of the ultraviolet light emitting element spaced apart from the ultraviolet light emitting element from the reference center axis side passing through the center O of the ultraviolet light emitting element array on the light source panel with respect to the optical distance "a" from the light receiving region A. " b ", the facing distance " c " between the ultraviolet light emitting element and the condensing lens of the first optical panel, the central axis of the respective ultraviolet light emitting elements and the central axis of the condensing lens of the first optical panel. The relationship between the eccentric distance " x " and the diameter " t " of the light-receiving area A between the reference indicates that the reference of the eccentric distance " x " of the condensing lens of the first optical panel is " x = b * c / a ". And the range of "x" is set to satisfy "bc (2b-t) / 2ab <x <bc (2b + t) / 2ab".
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