特許 5845542 露光用ＬＥＤ光源モジュール、露光用ＬＥＤ光源装置及び露光用ＬＥＤ光源装置管理システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5845542

(24)【登録日】2015年12月4日

(45)【発行日】2016年1月20日

(54)【発明の名称】露光用ＬＥＤ光源モジュール、露光用ＬＥＤ光源装置及び露光用ＬＥＤ光源装置管理システム

(51)【国際特許分類】

   G03F 7/20 20060101AFI20151224BHJP

   F21V 8/00 20060101ALI20151224BHJP

【ＦＩ】

   G03F7/20 501

   G03F7/20 521

   F21V8/00 310

   F21V8/00 320

   F21V8/00 350

【請求項の数】9

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2014-510267(P2014-510267)

(86)(22)【出願日】2012年10月17日

(65)【公表番号】特表2014-519053(P2014-519053A)

(43)【公表日】2014年8月7日

(86)【国際出願番号】KR2012008498

(87)【国際公開番号】WO2013058552

(87)【国際公開日】20130425

【審査請求日】2013年11月12日

(31)【優先権主張番号】10-2011-0106834

(32)【優先日】2011年10月19日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】513280843

【氏名又は名称】インフィテック． カンパニー、 リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100071054

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 高久

(72)【発明者】

【氏名】イ、ジェギョン

(72)【発明者】

【氏名】オ、ソヨン

(72)【発明者】

【氏名】シム、ヒョンチャン

(72)【発明者】

【氏名】ユン、ドンギル

(72)【発明者】

【氏名】キム、ドンヨン

(72)【発明者】

【氏名】イム、サンギュン

(72)【発明者】

【氏名】チョン、ソンヨン

(72)【発明者】

【氏名】ソ、ジェイン

(72)【発明者】

【氏名】パク、ジョンシク

(72)【発明者】

【氏名】チェ、ファンヨン

(72)【発明者】

【氏名】シン、ミソン

(72)【発明者】

【氏名】キム、ハニョン

【審査官】 植木 隆和

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−３５３９２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１１１３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１３５５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１９４５８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２６０６８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００４／０７７５３３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−２９２９９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｇ０３Ｆ ７／２０

Ｇ０２Ｂ ２６／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

供給電流に応じて強度が制御された光を発生させる一つ以上のＬＥＤと、前記ＬＥＤで発生する光の転写パターンを決定するためのマスクと、前記ＬＥＤで発生した熱を放熱する複数の放熱ピンを外周面に形成した鏡筒と、前記ＬＥＤと前記マスクの間に位置して、前記ＬＥＤで発生した光の出力及び均一度調整のために調節可能な複数のレンズで構成される集光光学系をそれぞれ含む複数個の露光用ＬＥＤ光源ユニットと、
前記ＬＥＤから発生する光によって露光される露光領域の模様を決定する端面を有し、前記複数個のＬＥＤ光源ユニットから放射される光を統合し、前記統合された光のプロファイルを均一に整列して前記端面の形態で放出するロッドレンズ（Ｒｏｄ ｌｅｎｓ）と、
前記複数個のＬＥＤ光源ユニットから放出される光をそれぞれ前記ロッドレンズに伝達する光ファイバと、
前記ロッドレンズから放出される光を受ける受光レンズと、前記受光レンズで受けた光を前記露光領域に集める集光レンズとを収容して、前記ロッドレンズから放出される光が前記露光領域に到達するようにガイドするガイドレンズ系と
を含み、
前記ＬＥＤと前記マスクと前記集光光学系とが、それぞれ分離及び組立ての可能なことを特徴とする、露光用ＬＥＤ光源モジュール。

【請求項2】

前記露光用ＬＥＤ光源モジュールは、
前記複数個の露光用ＬＥＤ光源ユニットと、前記ロッドレンズ及び前記ガイドレンズ系がそれぞれ分離及び組立てが可能なことを特徴とする、請求項１に記載の露光用ＬＥＤ光源モジュール。

【請求項3】

前記ガイドレンズ系は、
前記受光レンズと前記集光レンズの距離を調節して前記露光領域の大きさ及び光密度を変更することを特徴とする、請求項１に記載の露光用ＬＥＤ光源モジュール。

【請求項4】

前記ガイドレンズ系は、
前記集光レンズで集光された光の強度を調節する絞りと、
前記露光領域に到達する光の転写パターンを決定するためのマスクと
をさらに備えたことを特徴とする、請求項３に記載の露光用ＬＥＤ光源モジュール。

【請求項5】

供給電流に応じて強度が制御された光を発生させる一つ以上のＬＥＤと、前記ＬＥＤで発生する光の転写パターンを決定するためのマスクと、前記ＬＥＤで発生した熱を放熱する複数の放熱ピンを外周面に形成した鏡筒と、前記ＬＥＤと前記マスクの間に位置して、前記ＬＥＤで発生した光の出力及び均一度調整のために調節可能な複数のレンズで構成される集光光学系をそれぞれ含む複数個のＬＥＤ光源ユニットと、前記ＬＥＤから発生する光によって露光される露光領域の模様を決定する端面を有し、前記複数個のＬＥＤ光源ユニットから放射される光を統合し、前記統合された光のプロファイルを均一に整列して前記端面の形態で放出するロッドレンズ（Ｒｏｄ ｌｅｎｓ）と、前記複数個のＬＥＤ光源ユニットから放出される光をそれぞれ前記ロッドレンズに伝達する光ファイバと、前記ロッドレンズから放出される光を受ける受光レンズ及び前記受光レンズで受けた光を前記露光領域に集める集光レンズとを収容して、前記ロッドレンズから放出される光が前記露光領域に到達するようにガイドするガイドレンズ系とを含むＬＥＤ光源モジュールと、
前記ＬＥＤ光源モジュールの前記複数個のＬＥＤ光源ユニットに供給される電流の大きさをそれぞれ制御して前記露光領域に到達する光の強度を決定し、前記電流の供給及び中断を制御する制御部と、
前記制御部の制御によって前記複数個のＬＥＤ光源ユニットに電流を供給する電源供給部と、
前記ＬＥＤ光源モジュールのそれぞれの動作状態及び供給電流値を使用者に表示する表示部と、
前記複数個のＬＥＤ光源ユニットに供給される電流の大きさを制御するように前記制御部に使用者の外部命令を入力するキー操作部と
を含み、
前記ＬＥＤと前記マスクと前記集光光学系とが、それぞれ分離及び組立ての可能なことを特徴とする、露光用ＬＥＤ光源装置。

【請求項6】

前記ＬＥＤ光源モジュールそれぞれの動作状態及び供給電流値を外部の運用端末に伝送し、前記運用端末を利用した管理者の操作命令を受信するための第１通信部をさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載の露光用ＬＥＤ光源装置。

【請求項7】

露光装備の状況に応じて前記複数個のＬＥＤ光源ユニットに供給される電流を供給及び中断するように前記露光装備から装備状態信号を受信する第２通信部をさらに備えることを特徴とする、請求項５に記載の露光用ＬＥＤ光源装置。

【請求項8】

供給電流に応じて強度が制御された光を発生させる一つ以上のＬＥＤと、前記ＬＥＤで発生する光の転写パターンを決定するためのマスクと、前記ＬＥＤで発生した熱を放熱する複数の放熱ピンを外周面に形成した鏡筒と、前記ＬＥＤと前記マスクの間に位置して、前記ＬＥＤで発生した光の出力及び均一度調整のために調節可能な複数のレンズで構成される集光光学系をそれぞれ含む複数個のＬＥＤ光源ユニットと、前記ＬＥＤから発生する光によって露光される露光領域の模様を決定する端面を有し、前記複数個のＬＥＤ光源ユニットから放射される光を統合し、前記統合された光のプロファイルを均一に整列して前記端面の形態で放出するロッドレンズ（Ｒｏｄ ｌｅｎｓ）と、前記複数個のＬＥＤ光源ユニットから放出される光をそれぞれ前記ロッドレンズに伝達する光ファイバと、前記ロッドレンズから放出される光を受ける受光レンズ及び前記受光レンズで受けた光を前記露光領域に集める集光レンズとを収容して、前記ロッドレンズから放出される光が前記露光領域に到達するようにガイドするガイドレンズ系とを含むＬＥＤ光源モジュールと、前記ＬＥＤ光源モジュールの前記複数個のＬＥＤ光源ユニットに供給される電流の大きさをそれぞれ制御して前記露光領域に到達する光の強度を決定し、前記電流の供給及び中断を制御する制御部と、前記制御部の制御によって前記複数個のＬＥＤ光源ユニットに電流を供給する電源供給部と、前記ＬＥＤ光源モジュールのそれぞれの動作状態及び供給電流値を使用者に表示する表示部と、前記複数個のＬＥＤ光源ユニットに供給される電流の大きさを制御するように前記制御部に使用者の外部命令を入力するキー操作部、及び前記ＬＥＤ光源モジュールそれぞれの動作状態及び供給電流値を外部に伝送する第１通信部を含む露光用ＬＥＤ光源装置と、
多数の露光装備にそれぞれ設置される前記露光用ＬＥＤ光源装置を有／無線通信網を介して遠隔で統合制御及び管理する中央管理サーバと
を含み、
前記ＬＥＤと前記マスクと前記集光光学系とが、それぞれ分離及び組立ての可能なことを特徴とする、露光用ＬＥＤ光源装置管理システム。

【請求項9】

前記露光用ＬＥＤ光源装置の前記第１通信部から送信された前記ＬＥＤ光源モジュールそれぞれの動作状態及び供給電流値を表示する表示手段と、前記ＬＥＤ光源モジュールそれぞれの動作状態に応じて前記ＬＥＤ光源モジュールそれぞれの供給電流値を管理者が設定できるように制御データ及び制御命令の入力を受ける入力手段と、前記入力手段から入力された制御データ及び制御命令に従って前記露光用ＬＥＤ光源装置を離隔した位置で制御する制御手段を備え、前記露光用ＬＥＤ光源装置に１：１に接続され前記有／無線通信網を介して前記中央管理サーバに前記露光用ＬＥＤ光源装置を遠隔接続させる運用端末とをさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載のＬＥＤ光源装置管理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体ウエハ又はディスプレイパネルの露光用光源装置に関する。特に、半導体ウエハ、ディスプレイパネル等、多様な大きさと種類の露光対象物及び多様な性質のフォトレジスト（Ｐｈｏｔｏ ｒｅｓｉｓｔ、ＰＲ）を一つの光源で露光することができるように、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を光源とする光源ユニットを多数個含む単一光源モジュールを提供し、これを効率的に制御及び管理することができる装置及び管理システムを提供することにより、露光光源の強度を細密かつ簡便に調節して、露光対象物を正確かつ早く露光することができ、障害に対する迅速かつ簡便な処理が可能な露光用ＬＥＤ光源モジュール、露光用ＬＥＤ光源装置、及び露光用ＬＥＤ光源装置管理システムに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）に使用されるウエハ（Ｗａｆｅｒ）及びＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、ＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等の平板ディスプレイ装置（Ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＦＰＤ）に使用される基板の製造工程において、ウエハ及び基板の縁にコーティングされたＰＲを選択的に除去する露光作業は、ウエハ及び基板等の露光対象物をハンドリングするために縁にコーティングされたＰＲを除去する前処理工程と、ＰＲを選択的に除去して微細パターンを形成するフォトリソグラフィ工程等がある。

【0003】

このようなウエハや基板の露光のための光源には、超高圧水銀ランプ、ハロゲンランプをはじめとして最近はＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等が使用されている。

【0004】

このうち、超高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ等の従来の露光用光源は、高圧のガスを充填し、高電圧の陽極と陰極を供給して起きるアーク放電によって露光用の光を発生させる。

【0005】

ウエハ及び基板の縁を露光するためには、必要なだけの一定の幅を正確に露光するための均一なプロファイルを有する光が露光領域に提供されなければならず、同様に、微細パターンを形成するためには、均一なプロファイルと共に十分な強度を有する光が最小限の時間提供されなければならない。

【0006】

しかし超高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ等のような従来の光源は、製造工程の特性上、２４時間持続的にオン状態を維持しなければならないのに、ランプの寿命が短いため頻繁に定期的に交換しなければならない問題点がある。特に、このようなランプの交換は、生産ラインを停止させた状態で約１時間程度が所要されるため、製品製造の収率を著しく低下させるようになる。

【0007】

また、水銀ランプ等を放電させるためには高電圧を必要とし、ランプのオン／オフ時に一定の発光強度の紫外線を放出するようになるまで時間がかかる問題点があった。

【0008】

また、水銀ランプは大きくて重いため、光源装置を露光のための位置から離隔した位置に配置しなければならず、これによって露光対象物が位置した露光位置までランプによる紫外線を集光して誘導するための光ケーブル等の多様な付属が必要なので費用が高価にならざるを得ない問題点もある。

【0009】

さらに、ランプに使用される水銀が人体に有害な物質であるオゾン（Ｏ３）を発生させて製造ラインの作業環境を悪化させ、ランプが高温高圧状態で稼動するため、より高い爆発のおそれが常にあり、寿命が尽きた水銀ランプの交換及び廃棄の際には、水銀のような環境汚染物質に対する処理が難しいという問題点も誘発される。

【0010】

したがって、最近はＬＥＤを光源として利用した露光装置が開発されているが、大韓民国登録特許第１０−０９６００８３号（２０１０年５月１９日登録）及び公開特許第１０−２０１１−００５８５０１号（２０１１年６月１日公開）等に、露光用ＬＥＤ及びこれを利用した露光用光源装置についての技術が開示されている。

【0011】

先行技術によれば、従来の水銀ランプ等を利用した技術に比べて、露光用紫外線ランプの寿命を向上させることにより、露光用紫外線ランプの交換に伴う所要費用を節減し、露光用紫外線ランプの交換時に工程ラインを一定時間止めなければならない等の損失を防止することができるようにＬＥＤを光源として使用している。

【0012】

しかし、このような最近のＬＥＤを光源とする露光用光源装置は、半導体ウエハのエッジ部を露光する場合と、ディスプレイ用基板の縁及び微細パターンを露光するにおいて、供給されるべき光の強度が互いに異なり、要求される波長が使用されたＰＲによって多様であるため、露光対象物とＰＲに応じて別個の光源装置を使用しなければならない不便さがある。

【0013】

また、前述の先行技術のうちの一部では、ＰＣＢ基板にＬＥＤ素子を配列し、ＬＥＤから発生する不安定な光源を均一に変化させるためにフライアイレンズを使用しているが、このように、アレイ形態のＬＥＤ素子群によって発生する光源は、それぞれのＬＥＤ素子の発生する光が相互の間に干渉を起こしてプロファイルが均一でない光を発生させる問題点がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

したがって、前述のように、従来の水銀ランプ等を利用した露光用光源装置の問題点を解決し、最近のＬＥＤを光源として利用した露光用光源装置の問題点を改善するために本発明を創案することになった。

【0015】

このための本発明の目的は、半導体ウエハ、ディスプレイパネル等の多様な大きさと種類の露光対象物、及び多様な性質のＰＲを一つの光源で露光することができる露光用ＬＥＤ光源モジュールを提供することにある。

【0016】

また、本発明の他の目的は、半導体ウエハ、ディスプレイパネル等の多様な大きさと種類の露光対象物、及び多様な性質のＰＲを一つの光源で露光することができるように、ＬＥＤを光源とする光源ユニットを多数個含む単一光源モジュールを効率的に制御して露光光源の強度を細密かつ簡便に調節することにより、露光対象物を正確かつ早く露光することができる露光用ＬＥＤ光源装置を提供することにある。

【0017】

また、本発明のまた他の目的は、ウエハ、ディスプレイパネル等の多様な大きさと種類の露光対象物、及び多様な性質のＰＲを一つの光源で露光することができるように、ＬＥＤを光源とする光源ユニットを多数個含む単一光源モジュールを効率的に制御する露光用ＬＥＤ光源装置を遠隔で統合的に制御及び管理し、異常発生の際に迅速かつ簡便に処理することができる露光用ＬＥＤ光源装置管理システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0018】

上述した課題を達成するための本発明による露光用ＬＥＤ光源モジュールは、供給電流に応じて強度が制御された光を発生させる一つ以上のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を含む一つ以上の露光用ＬＥＤ光源ユニットと、前記ＬＥＤから発生する光によって露光される露光領域の模様を決定する端面を有し、前記ＬＥＤ光源ユニットから放射される光を統合し、前記統合された光のプロファイルを均一に整列して前記端面の形態で放出するロッドレンズ（Ｒｏｄ ｌｅｎｓ）とを含むことを特徴とする。

【0019】

この際、本発明による露光用ＬＥＤ光源モジュールの前記露光用ＬＥＤ光源ユニットは、前記一つ以上のＬＥＤ光源ユニットから放出される光をそれぞれ前記ロッドレンズに伝達する光ファイバをさらに含むことを特徴とする。

【0020】

また、本発明による露光用ＬＥＤ光源モジュールの前記露光用ＬＥＤ光源ユニットは、前記ロッドレンズから放出される光を受ける受光レンズと、前記受光レンズで受けた光を前記露光領域に集める集光レンズとを収容して、前記ロッドレンズから放出される光が前記露光領域に到達するようにガイドするガイドレンズ系をさらに含むことを特徴とする。

【0021】

また、本発明による露光用ＬＥＤ光源モジュールの前記露光用ＬＥＤ光源ユニットは、前記ＬＥＤと、前記ＬＥＤで発生した光の転写パターンを決定するスリットが形成されたマスクを収容し、前記ＬＥＤで発生した熱を放熱する複数の放熱ピンを外周面に形成した鏡筒と、前記ＬＥＤと前記マスクの間に位置して、前記ＬＥＤで発生した光を集光する複数のレンズで構成される集光光学系とをさらに含むことを特徴とする。

【0022】

また、本発明による露光用ＬＥＤ光源モジュールは、前記一つ以上の露光用ＬＥＤ光源ユニットと、前記ロッドレンズ及び前記ガイドレンズ系とがそれぞれ分離及び組立てが可能なことを特徴とする。

【0023】

また、本発明による露光用ＬＥＤ光源モジュールの前記ガイドレンズ系は、前記受光レンズと前記集光レンズの距離を調節して前記露光領域の大きさ及び光密度を変更することを特徴とする。

【0024】

この際、本発明による露光用ＬＥＤ光源モジュールの前記ガイドレンズ系は、前記集光レンズで集光された光の強度を調節する絞りをさらに備えることを特徴とする。

【0025】

また、上述した課題を達成するための本発明による露光用ＬＥＤ光源装置は、供給電流に応じて強度が制御された光を発生させる一つ以上のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を含む一つ以上のＬＥＤ光源ユニットと、前記ＬＥＤから発生する光によって露光される露光領域の模様を決定する端面を有し、前記ＬＥＤ光源ユニットから放射される光を統合し、前記統合された光のプロファイルを均一に整列して前記端面の形態で放出するロッドレンズ（Ｒｏｄ ｌｅｎｓ）とを含むＬＥＤ光源モジュールと、前記ＬＥＤ光源モジュールの前記ＬＥＤ光源ユニットに供給される電流の大きさをそれぞれ制御して前記露光領域に到達する光の強度を決定し、前記電流の供給及び中断を制御する制御部と、前記制御部の制御によって前記ＬＥＤ光源ユニットに電流を供給する電源供給部と、前記ＬＥＤ光源モジュールのそれぞれの動作状態及び供給電流値を使用者に表示する表示部と、前記ＬＥＤ光源ユニットに供給される電流の大きさを制御するように前記制御部に使用者の外部命令を入力するキー操作部とを含むことを特徴とする。

【0026】

この際、本発明による露光用ＬＥＤ光源装置は、前記ＬＥＤ光源モジュールそれぞれの動作状態及び供給電流値を外部の運用端末に伝送し、前記運用端末を利用した管理者の操作命令を受信するための第１通信部をさらに含むことを特徴とする。

【0027】

また、本発明による露光用ＬＥＤ光源装置は、露光装備の状況に応じて前記ＬＥＤ光源ユニットに供給される電流を供給及び中断するように前記露光装備から装備状態信号を受信する第２通信部をさらに備えることを特徴とする。

【0028】

また、上述した課題を達成するための本発明による露光用ＬＥＤ光源装置管理システムは、供給電流に応じて強度が制御された光を発生させる一つ以上のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を含む一つ以上のＬＥＤ光源ユニットと、前記ＬＥＤから発生する光によって露光される露光領域の模様を決定する端面を有し、前記ＬＥＤ光源ユニットから放射される光を統合し、前記統合された光のプロファイルを均一に整列して前記端面の形態で放出するロッドレンズ（Ｒｏｄ ｌｅｎｓ）とを含むＬＥＤ光源モジュールと、前記ＬＥＤ光源モジュールの前記ＬＥＤ光源ユニットに供給される電流の大きさをそれぞれ制御して前記露光領域に到達する光の強度を決定し、前記電流の供給及び中断を制御する制御部と、前記制御部の制御によって前記ＬＥＤ光源ユニットに電流を供給する電源供給部と、前記ＬＥＤ光源モジュールのそれぞれの動作状態及び供給電流値を使用者に表示する表示部と、前記ＬＥＤ光源ユニットに供給される電流の大きさを制御するように前記制御部に使用者の外部命令を入力するキー操作部、及び前記ＬＥＤ光源モジュールそれぞれの動作状態及び供給電流値を外部に伝送する第１通信部を含む露光用ＬＥＤ光源装置と、多数の露光装備にそれぞれ設置される前記露光用ＬＥＤ光源装置を有／無線通信網を介して遠隔で統合制御及び管理する中央管理サーバとを含むことを特徴とする。

【0029】

この際、本発明による露光用ＬＥＤ光源装置管理システムは、前記露光用ＬＥＤ光源装置の前記第１通信部から伝送された前記ＬＥＤ光源モジュールそれぞれの動作状態及び供給電流値を表示する表示手段と、前記ＬＥＤ光源モジュールそれぞれの動作状態に応じて前記ＬＥＤ光源モジュールそれぞれの供給電流値を管理者が設定できるように制御データ及び制御命令の入力を受ける入力手段と、前記入力手段から入力された制御データ及び制御命令に従って前記露光用ＬＥＤ光源装置を離隔した位置で制御する制御手段を備え、前記露光用ＬＥＤ光源装置に１：１で接続され前記有／無線通信網を介して前記中央管理サーバに前記露光用ＬＥＤ光源装置を遠隔接続させる運用端末とをさらに含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0030】

上述したように、本発明は、従来の水銀ランプより寿命が長く、大きさが小さくて軽く、低価で、使用が簡便な長所がある。

【0031】

また、本発明は、ＬＥＤ光源ユニットが分離及び組立てが可能であるため、光源の迅速な交換が可能で、交換が必要な部分だけ交換することにより所要費用を節減する効果がある。

【0032】

これにより、本発明は、交換周期が長く、必要な際に迅速な交換が可能なだけでなく、多数のＬＥＤ光源ユニットを単一ＬＥＤ光源にモジュール化することにより、工程ラインを止めなくとも障害処理が可能な長所があり、工程ラインを停止させることに伴う損失を防止することができる。

【0033】

また、本発明は、半導体ウエハ、ディスプレイパネル等の多様な大きさと種類の露光対象物、及び多様な性質のＰＲを単一光源モジュールで露光することができる長所がある。

【0034】

また、本発明は、ＬＥＤ光源の露光強度を細密かつ簡便に調節することができるため、露光対象物を正確かつ早く露光することができる長所がある。

【0035】

また、本発明は、露光用ＬＥＤ光源装置を遠隔で統合的に制御及び管理することにより、障害に対する迅速かつ簡便な処理が可能な長所がある。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】本発明による露光用ＬＥＤ光源装置管理システムのブロック構成図である。

【図2】本発明による露光用ＬＥＤ光源装置のブロック構成図である。

【図3】本発明による露光用ＬＥＤ光源モジュールのブロック構成図である。

【図4】図３の露光用ＬＥＤ光源モジュールの斜視図である。

【図5】図４の露光用ＬＥＤ光源モジュールの分離斜視図である。

【図6a】図５の露光用ＬＥＤ光源モジュールの各分離部の断面図である。

【図6b】図５の露光用ＬＥＤ光源モジュールの各分離部の断面図である。

【図6c】図５の露光用ＬＥＤ光源モジュールの各分離部の断面図である。

【図7】図６ａの光源部の他の実施例を示した斜視図である。

【図8】本発明による露光用ＬＥＤ光源ユニットの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0037】

以下、本発明の望ましい実施例の詳細な説明を、添付された図面を参照して説明する。図面のうち同一な構成は、可能な限りどの図でも同一の符号で示していることに留意しなければならない。下記の説明で具体的な特定事項が示されているが、これは本発明のより全般的な理解を助けるために提供されたものである。そして本発明を説明するにおいて、関連する公知技能あるいは構成についての具体的な説明が、本発明の要旨を不要に不明瞭にし得ると判断される場合、その詳細な説明は省略する。

【0038】

後述の詳細な説明では、上述した技術的課題をなすための本発明において代表的な実施例を提示する。また、本発明の説明の便宜のために、実施例に使用されるＬＥＤの個数、ＬＥＤの駆動に使用される電圧、電流及び周波数を一定範囲内に限定して説明するが、このような個数及び数値の限定が本発明の範囲を限定するものではなく、類似の技術的背景を有する場合、該当回路の状況に適切に変形して適用可能なことは勿論である。

【0039】

図１は本発明による露光用ＬＥＤ光源装置管理システムのブロック構成図であり、まず図１を参照して本発明による露光用ＬＥＤ光源装置管理システムの全体構成について説明する。

【0040】

図１に示されたように、本発明による露光用ＬＥＤ光源装置管理システムは、露光対象物１０を露光する露光装備２０それぞれに設置されている、本発明による露光用ＬＥＤ光源モジュール１１０を含む露光用ＬＥＤ光源装置１００と、この露光用ＬＥＤ光源装置１００を個別的に制御、管理及び運用する運用端末２００及び、有／無線ネットワーク３０を介して遠隔地で露光用ＬＥＤ光源装置１００を全体的に管理する中央管理サーバ３００とを含む。

【0041】

前記露光対象物１０は、多様な大きさと種類の半導体ウエハ及びディスプレイパネル等がなることができる。前記露光対象物１０は、フォトレジストリ工程によってＰＲ膜が塗布された半導体ウエハ又はディスプレイパネルである。

【0042】

前記露光装備２０は、前記露光対象物１０の表面に塗布されたＡｒＦ ＰＲ、ＤＵＶ ＰＲ、Ｉ−Ｌｉｎｅ ＰＲ等の多様なＰＲを除去するのに使用される露光機であって、下記で図２を参照して詳しく説明する本発明による露光用ＬＥＤ光源装置１００がそれぞれ配置されて露光対象物１０を露光する。

【0043】

前記運用端末２００は、ＰＣ形態のコンピューター端末又は現場管理者の携帯型モバイル端末がなることができ、露光用ＬＥＤ光源装置１００にそれぞれ有無線連結される。

【0044】

前記運用端末２００は、対応する露光用ＬＥＤ光源装置１００から伝送された自身のＬＥＤ光源モジュール１１０それぞれの動作状態及び供給電流値を表示するモニター等の表示手段を備える。また、運用端末２００は、対応するＬＥＤ光源装置１００のＬＥＤ光源モジュール１１０それぞれの動作状態に応じてＬＥＤ光源モジュール１１０それぞれの供給電流値を管理者が設定することができるように、制御データ及び制御命令の入力を受けるキーボード等のような入力手段を備える。これによって、運用端末２００は制御手段を備えて、入力手段から入力された制御データ及び制御命令に従って露光用ＬＥＤ光源装置１００を離隔した位置で制御する。前記運用端末２００は、本発明による露光用ＬＥＤ光源装置１００それぞれに１：１で接続され、前記有／無線ネットワーク３０を介して中央管理サーバ３００に対応する露光用ＬＥＤ光源装置１００を遠隔接続させる。一方、前記運用端末２００は選択的に使用されることができ、運用端末２００が使用されない場合には、前記露光用ＬＥＤ光源装置１００が直接有／無線ネットワーク３０を介して前記中央管理サーバ３００に接続する。

【0045】

前記中央管理サーバ３００は、有／無線ネットワーク３０を介して接続された運用端末２００及び露光用ＬＥＤ光源装置１００を統合的に制御及び管理して、管理者が多数の露光用ＬＥＤ光源装置１００を遠隔地からでも総合的に状態を把握して障害を管理できるように使用者インターフェースを提供する。

【0046】

本発明による前記露光用ＬＥＤ光源装置１００の詳細な構成を図２に示した。図２は、本発明による露光用ＬＥＤ光源装置のブロック構成図で、図示されたように、装置の構成部を全体的に制御する制御部１２０と、前記制御部１２０の制御によって露光対象物１０を露光する露光用ＬＥＤ光源モジュール１１０と、前記制御部１２０の制御によって前記露光用ＬＥＤ光源モジュール１１０に指定された電流を供給する電源供給部１３０と、前記ＬＥＤ光源モジュール１１０のそれぞれの動作状態及び供給電流値を使用者に表示する表示部１４０と、前記ＬＥＤ光源モジュール１１０に供給される電流の大きさを制御するように前記制御部１２０に使用者の外部命令を入力するキー操作部１５０と、前記ＬＥＤ光源モジュール１１０それぞれの動作状態及び供給電流値を外部の運用端末２００に伝送し、前記運用端末２００を利用した管理者の操作命令を受信するための第１通信部１６０、及び露光装備２０の状況に応じて前記ＬＥＤ光源モジュール１１０に供給される電流を供給及び中断するように前記露光装備２０から装備状態信号を受信する第２通信部１７０とを含む。

【0047】

前記露光用ＬＥＤ光源モジュール１１０は、電源供給部１３０の供給電流に応じて強度が制御された光を発生させる一つ以上のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を含む一つ以上のＬＥＤ光源ユニットを含む。前記露光用ＬＥＤ光源モジュール１１０については、下記で図３を参照して詳しく説明する。

【0048】

前記制御部１２０は、前記露光用ＬＥＤ光源モジュール１１０のＬＥＤ光源ユニット１１１に供給される電流の大きさをそれぞれ制御して、露光対象物１０の露光領域に到達する光の強度を決定し、前記電源供給部１３０を制御して電流の供給及び中断を制御する。

【0049】

制御部１２０は、露光装備２０から入力される露光用ＬＥＤ光源モジュール１１０のオン／オフ制御命令又は露光対象物１０に照射される光源の強度測定結果を受信して、露光用ＬＥＤ光源モジュール１１０をオン／オフしたり強度を調節するためのＰＷＭ信号を生成して出力する。

【0050】

前記第１通信部１６０は、露光装備２０から印加される露光用ＬＥＤ光源モジュール１１０の制御命令又は測定結果を受信するために露光設備２０と通信するために備えられたもので、Ｄ−ｓｕｂ、Ｉｄｃ、Ｇｐｉｂ、Ｇｐｉｏポート等で具現されることができる。

【0051】

前記第２通信部１７０は、運営端末２００からの露光用ＬＥＤ光源モジュール１１０制御命令を受信し、露光用ＬＥＤ光源モジュール１１０の動作に関する各種情報を運営端末２００に伝送するためにＲＳ２３２、ＲＳ４８５ポート等で具現されることができ、伝送された情報及びデータは、運営端末２００に保存及び維持され、遠隔地の中央管理サーバ３００に伝送される。

【0052】

前記キー操作部１５０は、一つ又は複数のキー又はタッチスクリーン等によってなり、露光用ＬＥＤ光源装置１００のオン／オフ及び露光用ＬＥＤ光源モジュール１１０の個別的なオン／オフと、発生する光の強度制御のための操作を行う。

【0053】

前記表示部１４０は、前記キー操作部１５０によってなされた使用者の操作、露光用ＬＥＤ光源装置１００の各構成部の動作状況、露光装備２０からの制御命令等を視覚的に表示する。本発明の一実施例による前記表示部１４０は、ＬＣＤパネルだけではなく、緑色ＬＥＤ及び赤色ＬＥＤを含むことができ、いずれか一つ又は複数のＬＥＤのオン／オフ、持続的な発光及び点滅に対する制御情報を表示することができる。

【0054】

図３は本発明による露光用ＬＥＤ光源モジュールのブロック構成図で、図４は図３の露光用ＬＥＤ光源モジュールの斜視図であり、図５は図４の露光用ＬＥＤ光源モジュールの分離斜視図である。また、図６のａないしｃは、図５の露光用ＬＥＤ光源モジュールの各分離部の断面図で、図７は図６のａの光源部の他の実施例を示した斜視図である。

【0055】

以下図３ないし図７を参照すれば、まず図３及び図４に示されたように、本発明による露光用ＬＥＤ光源モジュール１１０は、その役割によって大きく光源部１１０ａ、レンズ部１１０ｂ、及びマスク部１１０ｃに区分することができ、図５に示されたように、分離及び結合が可能である。ここで、光ファイバ１１３は、ＬＥＤ光源ユニット１１１の変形によって省略可能であり、この場合ＬＥＤ光源ユニット１１１は、それぞれ個別的な多数のユニットで構成されず、必要な個数のＬＥＤのみがロッドレンズ１１５に直接連結されてＬＥＤで放出される光が直接ロッドレンズ１１５に入射する。

【0056】

まず、図３に示されたように、本発明による露光用ＬＥＤ光源モジュール１１０を構成する光源部１１０ａは、多数の露光用ＬＥＤ光源ユニット１１１と、光源部ボディー１１２内で多数の露光用ＬＥＤ光源ユニット１１１それぞれから放出される光を一つに集める多数の光ファイバ１１３（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ）を含む。レンズ部１１０ｂは、ロッドレンズ１１４（Ｒｏｄ Ｌｅｎｓ）を含み、マスク部１１０ｃは、下記で図６のｃを参照して説明するガイドレンズ系（Ｇｕｉｄｅ Ｌｅｎｓ）を構成する。図３に示した本発明による露光用ＬＥＤ光源モジュール１１０の結合及び分離斜視図を図４及び図５にそれぞれ示し、図６のａないしｃに露光用ＬＥＤ光源モジュール１１０の各分離部についての詳細な断面図を図示し、図７に図６のａに示した露光用ＬＥＤ光源モジュール１１０の光源部１１０ａについての他の実施例を示した。

【0057】

本発明による露光用ＬＥＤ光源モジュール１１０の露光用ＬＥＤ光源ユニット１１１は、供給電流に応じて強度が制御された光を発生させる一つ以上のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を含む。前記露光用ＬＥＤ光源ユニット１１１についての詳細な説明は、図８を参照して下記で詳しく説明する。

【0058】

まず図６のａを参照すれば、光源部１１０ａは多数の露光用ＬＥＤ光源ユニット１１１を上部に収容し、それぞれのユニットから放出される光を１ヶ所に集めるための光ファイバ１１３が光源部ボディー１１２に内蔵される。前記光源部１１０ａは、図７に示されたように、円形の光源部ボディー１１２で具現することもでき、多数の露光用ＬＥＤ光源ユニット１１１が円形に配置される。

【0059】

図６のｂを参照すれば、ロッドレンズ１１４は、前記露光用ＬＥＤ光源ユニット１１１のＬＥＤから発生する光によって露光される露光対象物１０の露光領域の模様を決定する端面を有し、前記ＬＥＤ光源ユニット１１１から放射される光を統合して前記統合された光のプロファイルを均一に整列して前記端面の形態で放出する。前記ロッドレンズ１１４は均質化ロッド（Ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｉｎｇ ｒｏｄ）ともいい、端面が円形、三角形、四角形、六角形、両端の直径が互いに異なるテーパーとなった形態で多様な形態で使用され、光の全反射の原理を利用して中心が明るく周辺部が暗いＬＥＤ光源を均一にする。

【0060】

すなわち、複数のＬＥＤから出る光を直接又は前記光ファイバ１１３を使用して、１ヶ所で発光するもののように製作し、ロッドレンズ１１４を介して結像するようになれば、ファイバーコアを露光領域に結像するようになる。上述したテーパーとなったロッドレンズは、入射される光の発散角度を減らす効果を得ることができ、四角と六角のロッドレンズは、角度を減らす効果はないが光を混ぜる役割をすることができる。

【0061】

前記光ファイバ１１３は、前記一つ以上のＬＥＤ光源ユニット１１１から放出される光をそれぞれ前記ロッドレンズ１１４に伝達する。光ファイバ１１３は、それぞれのＬＥＤから放出される光を前記ロッドレンズ１１４に集光させるために光ファイバの束を利用する。これによって、アレイ形態のＬＥＤで、ＬＥＤとＬＥＤの間に存在するからの空間によって集光が難しかった問題点を解決して、放出される光を均一な一つの光源に集光させることができる。

【0062】

前記ガイド部１１０ｃは、ロッドレンズ１１４の出射面を露光対象物１０の希望の露光領域に結像させるガイド機能を行うところ、ガイドレンズ系と称することができ、この役割はロッドレンズ１１４から均一に分布された光を希望の大きさで希望の位置に伝送する役割をすることになる。

【0063】

ガイドレンズ系は、レンズの収差特性及び光学的要因によって像の品質が決定するため、良質の像を得るために複数個の多様なレンズを使用して最適の結像条件を得るための設計がされ、図６のｃにその詳細な構造を示した。

【0064】

図６のｃを参照すれば、ガイド部１１０ｃは、ロッドレンズ１１４から放出される光を受ける受光レンズ１１５と、前記受光レンズ１１５で受けた光を露光領域に集める集光レンズ１１６とを収容して、ロッドレンズ１１４から放出される光が露光領域に到達するようにガイドする。ガイドレンズ系の大きさは、ロッドレンズ１１４の出射面の大きさと目標露光領域の大きさによって倍率が決まり、（ロッドレンズの大きさ／露光領域面積）で求められる。ガイド部１１０ｃは、前記受光レンズ１１５と集光レンズ１１６との距離を調節して露光領域の大きさ及び光密度を変更することもできる。

【0065】

また、ガイド部１１０ｃは、集光レンズ１１６から集光された光の量を調節する絞り１１７をさらに備えることができ、下部にスリット１１９を備えたマスク１１８を備えて最終的に露光領域に到達する光の転写パターンを決定することができる。

【0066】

前記露光用ＬＥＤ光源ユニット１１１は、図３ないし図７に示されたように、本発明による露光用ＬＥＤ光源モジュール１１０に多数個備えられ、個別的に供給電流が制御されることにより、本発明による露光用ＬＥＤ光源モジュール１１０の出力を制御して３６５ｎｍ、４０５ｎｍ、４３０ｎｍ、４６０ｎｍ、４６５ｎｍ等の多様な波長帯域で反応する各種ＰＲを要求される深さに露光することができるようにする。これによって、本発明による露光用ＬＥＤ光源モジュール１１０は、単一モジュールを使用して交換なしに多様な大きさと形態を有する半導体ウエハ及びディスプレイパネルで要求される多様な出力を組み合わせることができるため、多様なＰＲに対して要求される深さと幅で露光が可能である。

【0067】

前記露光用ＬＥＤ光源ユニット１１１は、図８に示されたように、ＬＥＤ１１と、前記ＬＥＤ１１から発生した光の転写パターンを決定するスリットが形成されたマスク１３とを収容し、前記ＬＥＤ１１で発生した熱を効率的に放熱する複数の放熱ピン１７ａ、１７ｂを外周面に形成した鏡筒１５、及びＬＥＤ１１とマスク１３の間に位置して、ＬＥＤ１１で発生した光を集光する複数のレンズで構成される集光光学系１９を含む。

【0068】

図８は、本発明による露光用ＬＥＤ光源ユニットの断面図で、図面を参照すれば、ＬＥＤ１１は、３６５ｎｍ又は３８５ｎｍの波長の光を放出するＬＥＤであることができる。

【0069】

鏡筒１５は、内部に収容しているＬＥＤ１１、マスク１３及び集光光学系１９別に分離組立てが可能な形態で具現され、後段部には外部からＬＥＤ１１を駆動するための電源の入力を受けるための電源ケーブル（図示なし）が配置される。

【0070】

集光光学系１９は、複数のレンズからなることができ、ＬＥＤ１１で放出する光を集光するためのレンズ、及び集光された紫外線のビームプロファイルを希望の形態に変形させるためのビームプロファイル変形レンズ等とを含む。ビームプロファイル変形レンズによって変形されたビームプロファイルは、発光された紫外線の損失を最小化するために、スリットの形態とほぼ一致するように変形されることが望ましい。

【0071】

ここで、ＬＥＤ１１で発生する光は方向性を持たずに拡散するため、このような光を効率的に集光して理想的に小さな一つの点にすることができないので、幾何光学（Ｒａｙ Ｏｐｔｉｃｓ）的な観点から光線を集光するために複雑な非球面レンズや多数のレンズの組合が適用される。

【0072】

上述したように、本発明による露光用ＬＥＤ光源モジュール、露光用ＬＥＤ光源装置及び露光用ＬＥＤ光源装置管理システムは、多数のＬＥＤ光源ユニットを単一ＬＥＤ光源でモジュール化することにより、工程ラインを止めなくても半導体ウエハ、ディスプレイパネル等の多様な大きさと種類の露光対象物及び多様な性質のＰＲを露光することができる。

【0073】

また、本発明による露光用ＬＥＤ光源モジュール、露光用ＬＥＤ光源装置及び露光用ＬＥＤ光源装置管理システムは、ＬＥＤ光源の露光強度を細密かつ簡便に調節することができるため、露光対象物を正確かつ早く露光することができ、遠隔で統合的に制御及び管理することにより、障害に対する迅速かつ簡便な処理が可能である。

【0074】

一方、本発明の詳細な説明では具体的な実施例に関して説明したが、本発明の範囲から逸脱しない限度内で様々な変形が可能なことは勿論である。ゆえに、本発明の範囲は、説明された実施例に限定されて決められてはならず、後述する特許請求の範囲のみならず、この特許請求の範囲と均等なもの等によっても決められる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6a】

【図6b】

【図6c】

【図7】

【図8】