KR101574737B1 - 경사진 폴리곤 미러를 사용한 직접 노광 방법 및 이를 수행하는 직접 노광 장치 - Google Patents

경사진 폴리곤 미러를 사용한 직접 노광 방법 및 이를 수행하는 직접 노광 장치 Download PDF

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Abstract

직접 노광 장치는 제1 방향을 따라 배치되고 평행광 어레이를 발산하는 된 평행 광원 어레이 및 제2 방향을 따라 배치되어 상기 평행광 어레이의 가상 연장선 상에 교차되는 회전축을 포함하고, 그 회전 과정에서 상기 평행광 어레이를 수신하여 노광 스테이지에 적어도 하나의 경사진 드로잉 라인을 제공하는 폴리곤 미러를 포함한다. 따라서, 직접 노광 장치는 경사진 폴리곤 미러의 회전 과정에서 평행광 어레이를 수신하여 노광 스테이지에 경사진 드로잉 라인을 제공할 수 있다.

Description

경사진 폴리곤 미러를 사용한 직접 노광 방법 및 이를 수행하는 직접 노광 장치{DIRECT EXPOSURE METHOD USING INCLINED POLYGON MIRROR AND DIRECT EXPOSURE APPARATUS PERFORMING THE SAME}
본 발명은 경사진 폴리곤 미러를 사용한 직접 노광 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경사진 폴리곤 미러의 회전 과정에서 노광 스테이지에 경사진 드로잉 라인을 제공하는 직접 노광 장치에 관한 것이다.
일반적인 노광 장치는 회로 패턴을 담고 있는 포토마스크를 사용하여 광을 선택적으로 투과시키고, 원하는 형상의 포토레지스트층을 제작한다. 하지만, 직접 노광 장치는 고정된 포토마스크를 사용하지 않고, 광원 또는 기판의 상대적인 위치 변화에 의하여 광을 원하는 노광 영역에 선택적으로 조사할 수 있다. 단일 광원을 사용하는 기술은 정밀한 형상을 묘사할 수는 있으나 노광 속도가 너무 느리므로, 복수의 광원들을 한번에 사용하는 기술이 주로 사용된다. 또한, 직접 노광 장치는 노광 패턴의 해상도를 증가시키고 오차를 감소시키기 위하여 많은 연구가 진행되고 있다.
종래의 직접 노광 장치는 광원 또는 노광 스테이지를 적어도 두 개의 방향으로 이동시켜 노광 스테이지 전역에 노광 작업을 수행하였고, 이는 공정 시간 및 공정 비용의 증가를 야기하였다.
한국공개특허 제10-2009-0042711호는 직접 상 노광 장치에 관한 것으로, 직선상으로 배열되어 노광 광을 공급하는 LED 어레이를 사용하고 노광 대상물을 X축 및 Y축 방향으로 이동시켜, 노광 대상물의 이동에 의해 결정된 노광 대상물의 소정 부분이 LED 어레이에 의하여 발산된 노광 광에 의해 노광되는 직접 상 노광 장치에 대하여 개시한다.
한국공개특허 제10-2009-0042711호 (2009.04.30 공개)
본 발명의 일 실시예는 경사진 폴리곤 미러의 회전 과정에서 평행광 어레이를 수신하여 노광 스테이지에 경사진 드로잉 라인을 제공하는 직접 노광 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 노광 스테이지를 단일 방향으로 이동시켜 노광 스테이지 전역에 직접 노광을 수행하는 직접 노광 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 포토마스크를 사용하지 않고 미세 패턴 작업이 가능한 직접 노광 장치를 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 직접 노광 장치는 제1 방향을 따라 배치되고 평행광 어레이를 발산하는 평행 광원 어레이 및 제2 방향을 따라 배치되어 상기 평행광 어레이의 가상 연장선 상에 교차되는 회전축을 포함하고, 그 회전 과정에서 상기 평행광 어레이를 수신하여 노광 스테이지에 적어도 하나의 경사진 드로잉 라인을 제공하는 폴리곤 미러를 포함한다.
상기 폴리곤 미러는 상기 회전축에 의하여 회전하는 정다각 기둥으로 구현되고, 상기 정다각 기둥의 표면들의 개수에 의하여 각각의 표면들 간의 내각이 결정될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 폴리곤 미러는 동시에 복수의 평행광 어레이들을 반사할 수 있도록 각기둥의 형상으로 형성될 수 있다.
상기 폴리곤 미러는 상기 제2 방향과 수직을 이루고, 상기 노광 스테이지의 진행 방향으로부터 경사진 적어도 하나의 드로잉 라인을 상기 노광 스테이지에 제공할 수 있다. 상기 폴리곤 미러의 길이는 상기 평행 광원 어레이를 구성하는 각각의 광원들의 간격과 개수에 의하여 결정될 수 있다.
상기 노광 스테이지는 일 방향으로 이동하면서 상기 폴리곤 미러에 의하여 반사된 평행광 어레이를 수신하고, 상기 폴리곤 미러의 회전 속도를 기초로 그 이동 속도가 결정될 수 있다. 직접 노광 장치는 상기 폴리곤 미러의 전후에 배치되고 상기 폴리곤 미러에 의해 반사된 평행광 어레이를 집광하여 상기 노광 스테이지에 제공하는 집광 렌즈를 더 포함할 수 있다.
실시예들 중에서, 경사진 폴리곤 미러를 사용한 직접 노광 방법은 제1 방향을 따라 배치된 평행 광원 어레이에 의하여 평행광 어레이를 발산하는 단계, 제2 방향을 따라 배치되어 상기 평행광 어레이의 가상 연장선 상에 교차되는 회전축을 포함하는 폴리곤 미러를 회전시키는 단계 및 상기 폴리곤 미러의 회전 과정에서 상기 평행광 어레이를 반사시켜 노광 스테이지에 적어도 하나의 경사진 드로잉 라인을 제공하는 단계를 포함한다.
상기 경사진 드로잉 라인을 제공하는 단계는 상기 폴리곤 미러를 정다각 기둥으로 구현하고, 상기 정다각 기둥의 표면들의 개수에 의하여 각각의 표면들 간의 내각을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 경사진 드로잉 라인을 제공하는 단계는 동시에 복수의 평행광 어레이들을 반사할 수 있도록 상기 폴리곤 미러를 각기둥의 형상으로 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 경사진 드로잉 라인을 제공하는 단계는 상기 제2 방향과 수직을 이루고, 상기 노광 스테이지의 진행 방향으로부터 경사진 적어도 하나의 드로잉 라인을 상기 노광 스테이지에 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 폴리곤 미러를 회전시키는 단계는 상기 평행 광원 어레이를 구성하는 각각의 광원들의 간격과 개수에 의하여 상기 폴리곤 미러의 길이를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 경사진 드로잉 라인을 제공하는 단계는 상기 폴리곤 미러의 회전 속도를 기초로 상기 노광 스테이지의 이동 속도를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 직접 노광 장치는 경사진 폴리곤 미러의 회전 과정에서 평행광 어레이를 수신하여 노광 스테이지에 경사진 드로잉 라인을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 직접 노광 장치는 노광 스테이지를 단일 방향으로 이동시켜 노광 스테이지 전역에 직접 노광을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 직접 노광 장치는 포토마스크를 사용하지 않고 미세 패턴 작업을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직접 노광 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 있는 직접 노광 장치를 나타내는 측면도이다.
도 3은 도 1에 있는 직접 노광 장치를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 1에 있는 직접 노광 장치에 의하여 제공되는 경사진 드로잉 라인을 설명하는 도면이다.
도 5는 도 1에 있는 노광 스테이지의 이동에 따른 노광 작업 과정을 설명하는 도면이다.
도 6는 도 1에 있는 폴리곤 미러의 구조를 설명하는 도면이다.
도 7은 도 1에 있는 직접 노광 장치에서 수행되는 직접 노광 과정을 설명하는 순서도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직접 노광 장치를 나타내는 사시도이다. 도 2는 도 1에 있는 직접 노광 장치를 나타내는 측면도이고, 도 3은 도 1에 있는 직접 노광 장치를 나타내는 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 직접 노광 장치(100)는 평행 광원 어레이(110), 폴리곤 미러(120), 집광 렌즈(130) 및 노광 스테이지(140)를 포함한다.
평행 광원 어레이(110)는 제1 방향을 따라 배치되고 평행광 어레이(10)를 발산할 수 있다. 여기에서, 평행 광원 어레이(110)는 각각의 광원이 제1 방향을 따라 배치되어 어레이를 형성함으로써 구현될 수 있다.
평행 광원 어레이(110)에 의하여 발산되는 평행광 어레이(10)는 자외선 어레이에 해당할 수 있다. 즉, 각각의 평행 광원은 제1 방향을 따라 배치되어 어레이를 형성할 수 있고, 자외선 어레이를 발산할 수 있다.
평행 광원 어레이(110)는 턴-온 및 턴-오프의 속도를 제어하여 평행광 어레이(10)의 주파수를 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 평행 광원 어레이(110)는 짧은 순간에 턴-온 및 턴-오프를 반복할 수 있다. 예를 들어, 평행 광원 어레이(110)가 1초 동안에 턴-온 및 턴-오프를 10억 번 반복하는 경우, 평행광 어레이(10)는 10 GHz의 주파수를 가질 수 있다. 평행광 어레이(10)가 충분히 높은 주파수로 구현되는 경우, 직접 노광 장치(100)는 신속하고 정밀하게 미세 패턴 노광 작업을 수행할 수 있다.
폴리곤 미러(120)는 정다각 기둥(122), 회전축(124) 및 회전력 제공 부재(126)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 정다각 기둥(122)은 회전축(124)에 의하여 회전할 수 있고, 회전력 제공 부재(126)는 회전축(124)에 회전력을 제공할 수 있다. 또한, 회전력 제공 부재(126)는 회전축(124)의 회전 속도를 제어할 수 있다. 여기에서, 회전축(124)의 회전 속도는 직접 노광 장치(100)의 구성 요소들 간의 구조, 회전축(124)의 경사진 각도 및 노광 스테이지(140)의 이동 속도 중 적어도 하나에 의하여 결정될 수 있다.
정다각 기둥(122)은 적어도 3개의 표면을 형성할 수 있고, 표면의 개수가 증가할수록 원기둥의 형상에 가까워질 수 있다. 정다각 기둥(122)의 표면 개수가 증가하면, 각각의 표면들에 의한 내각은 감소할 수 있다.
폴리곤 미러(120)는 제2 방향을 따라 배치되어 평행 광원 어레이(110)의 가상 연장선 상에 교차될 수 있다. 보다 구체적으로, 회전축(124)은 제2 방향을 따라 배치되어 평행 광원 어레이(110)의 가상 연장선 상에 교차되고, 회전력 제공 부재(126)에 의하여 회전할 수 있다. 여기에서, 제2 방향은 제1 방향과 비평행할 수 있다. 즉, 제1 방향과 제2 방향의 각각의 가상 연장선들은 한 지점에서 교차할 수 있다. 따라서, 평행 광원 어레이(110)와 폴리곤 미러(120)는 상호 이격되며, 폴리곤 미러(120)는 평행 광원 어레이(110)의 배치 방향으로부터 경사지게 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 폴리곤 미러(120)는 평행광 어레이(10)의 조사 방향으로부터 경사지게 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 평행광 어레이(10)는 제1 방향과 수직하고, 제2 방향과 경사진 방향으로 조사될 수 있다. 폴리곤 미러(120)는 회전축(124)을 기준으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 여기에서, 폴리곤 미러(120)의 회전 방향은 드로잉 라인을 형성하는 각각의 스팟(Spot)들이 제공되는 순서만을 결정할 뿐이고, 결과적으로 폴리곤 미러(120)는 회전을 통해 노광 스테이지(140)에 드로잉 라인을 제공할 수 있다.
폴리곤 미러(120)는 그 회전 과정에서 평행광 어레이(10)를 수신하여 노광 스테이지(140)에 적어도 하나의 경사진 드로잉 라인을 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, 폴리곤 미러(120)는 회전축(124)에 의하여 회전하는 적어도 3개의 표면을 형성할 수 있고, 각각의 표면들은 회전 과정에서 평행광 어레이(10)를 반사할 수 있다. 일 실시예에서, 하나의 폴리곤 미러 표면은 그 회전 과정에서 하나의 광을 수신하여 하나의 드로잉 라인을 제공할 수 있다. 여기에서, 드로잉 라인은 평행광 어레이(10)에 의하여 노광 스테이지(140) 상에 배치된 노광 대상물(예를 들어, 기판)이 노광되는 라인에 해당할 수 있다.
일 실시예에서, 폴리곤 미러(120)는 정다각 기둥(122)의 표면들의 개수에 의하여 각각의 표면들 간의 내각이 결정될 수 있다. 폴리곤 미러(120)는 각각의 표면들 간의 내각에 의하여 노광 스테이지(140)에 도달하는 드로잉 라인의 길이를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 폴리곤 미러(120)는 제2 방향과 수직으로 이루고, 노광 스테이지(140)의 진행 방향으로부터 경사진 적어도 하나의 드로잉 라인을 노광 스테이지(140)에 제공할 수 있다. 여기에서, 하나의 드로잉 라인은 하나의 폴리곤 미러 표면(또는 정다각 기둥 표면)이 그 회전 과정에서 노광 스테이지(140)에 제공하는 평행광 어레이(10)에 해당하기 때문에, 하나의 드로잉 라인은 회전축(124)의 배치 방향에 해당하는 제2 방향과 수직을 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 폴리곤 미러(120)는 평행광 어레이(10)의 반사 효율을 향상시키기 위하여 광학적 코팅될 수 있다. 예를 들어, 평행광 어레이(10)가 자외선 어레이로 구현되는 경우, 폴리곤 미러(120)는 자외선 어레이에 대한 반사 효율이 높은 광학용 코팅제에 의하여 코팅될 수 있다.
집광 렌즈(130)는 폴리곤 미러(120)의 전후에 배치되고, 폴리곤 미러(120)에 의해 반사된 평행광 어레이(10)를 집광하여 노광 스테이지(140)에 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, 집광 렌즈(130)는 평행광 어레이(10)를 집광하여 드로잉 라인의 크기를 제어할 수 있다. 예를 들어, 집광 렌즈(130)는 평행광 어레이(10)를 집광하여 드로잉 라인의 폭을 마이크로 미터 단위로 제어할 수 있다. 따라서, 직접 노광 장치(100)는 집광 렌즈(130)를 사용하여 정밀한 미세 패턴 작업을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 집광 렌즈(130)는 적어도 하나의 볼록 렌즈로 구현될 수 있다. 집광 렌즈(130)는 복수의 렌즈들의 조합을 통해 구현될 수 있고, 직접 노광 장치(100)의 다른 구성 요소들의 구조, 집광 효율 및 집광의 정밀성을 기초로 설계될 수 있다.
노광 스테이지(140)는 집광 렌즈(130)의 하단에서 일 방향으로 진행할 수 있다. 노광 스테이지(140) 상에 배치된 노광 대상물은 집광 렌즈(130)의 하단을 통과할 때 집광된 평행광 어레이(10)에 의하여 노광될 수 있다. 폴리곤 미러(120)는 노광 스테이지(140)가 일 방향으로 이동하여도, 노광 스테이지(140)의 전역에 평행광 어레이(10)를 제공할 수 있다. 즉, 직접 노광 장치(100)는 직접 노광 과정을 간소화하여, 노광 시간 및 노광 비용을 감소시킬 수 있다.
일 실시예에서, 노광 스테이지(140)는 그 상단에 노광 대상물(또는 기판)을 정렬하여, 평행 광원 어레이(110)의 광 발산 방향 또는 그 반대 방향으로 이동할 수 있다. 노광 스테이지(140)의 이동 방향은 노광 스테이지(140) 상에서 노광 작업이 수행되는 순서만을 결정할 뿐이고, 결과적으로 노광 스테이지(140) 전역에 노광 작업을 수행할 수 있다.
노광 스테이지(140)는 일 방향으로 이동하면서 폴리곤 미러(120)에 의하여 반사된 평행광 어레이(10)를 수신하고, 폴리곤 미러(120)의 회전 속도를 기초로 그 이동 속도가 결정될 수 있다. 보다 구체적으로, 폴리곤 미러(120)은 그 회전 과정에서 하나의 드로잉 라인을 제공한 후, 노광 스테이지(140)가 이동하면 다른 하나의 드로잉 라인을 제공하기 위하여, 폴리곤 미러(120)의 회전 속도 및 노광 스테이지(140)의 이동 속도는 상호 연계되어 설계될 수 있다.
도 4는 도 1에 있는 직접 노광 장치에 의하여 제공되는 경사진 드로잉 라인을 설명하는 도면이다.
보다 구체적으로, 도 4a는 하나의 폴리곤 미러 표면이 그 회전 과정에서 하나의 광을 반사하여, 노광 스테이지(140)에 제공하는 하나의 드로잉 라인(410)을 나타낸다. 여기에서, 하나의 광은 하나의 광원에 의하여 발산된 광을 의미하고, 드로잉 라인은 집광 렌즈(130)에 의하여 집광된 각각의 스팟(Spot)들이 정렬된 스팟 어레이(Spot Array)에 해당할 수 있다.
도 4b는 복수의 폴리곤 미러 표면들이 그 회전 과정에서 하나의 광을 반사하여, 노광 스테이지(140)에 제공하는 복수의 드로잉 라인들(420)을 나타낸다. 각각의 폴리곤 미러 표면은 하나의 드로잉 라인(410)을 각각 제공할 수 있고, 각각의 폴리곤 미러 표면들에 의한 드로잉 라인들(410)이 조합되어 복수의 드로잉 라인들(420)이 형성될 수 있다.
도 4c는 복수의 폴리곤 미러 표면들이 그 회전 과정에서 평행광 어레이(10)를 반사하여, 노광 스테이지(140)에 제공하는 노광 영역(430)을 나타낸다. 복수의 폴리곤 미러 표면들 및 각각의 광원에 의한 복수의 드로잉 라인들(420)이 조합되어 노광 영역(430)이 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 회전축(124)의 길이는 평행 광원 어레이(110)를 구성하는 각각의 광원들의 간격과 개수에 의하여 결정될 수 있다. 보다 구체적으로, 회전축(124)의 제2 방향에 따라 드로잉 라인(410)의 방향이 결정될 수 있고, 드로잉 라인(410)의 방향에 따라 복수의 드로잉 라인들(420)의 폭이 결정될 수 있다. 복수의 드로잉 라인들(420)은 노광 영역(430)의 일부 영역에 해당할 수 있고, 복수의 드로잉 라인들(420)이 서로 겹치도록 조합되기 위하여 각각의 광원들의 간격이 결정될 수 있다.
도 5는 도 1에 있는 노광 스테이지의 이동에 따른 노광 작업 과정을 설명하는 도면이다. 보다 구체적으로, 도 5a는 노광 스테이지(140)의 이동 방향에 따른 노광 진행 영역(510) 및 노광 완료 영역(520)을 설명하는 도면이고, 도 5b는 노광 진행 영역(510) 및 노광 완료 영역(520)을 구성하는 드로잉 라인(410)을 설명하는 도면이다.
도 5a에서, 노광 스테이지(140)는 전방을 향하여 이동할 수 있고, 노광 스테이지(140)의 전단이 후단보다 집광 렌즈(130)의 하단을 먼저 통과할 수 있다. 즉, 직접 노광 장치(100)는 노광 스테이지(140)의 전단부터 후단을 향하여 드로잉 라인(410)을 제공할 수 있고, 노광 진행 영역의 일단(512)은 노광 스테이지의 일단(142)과 경사지도록 형성될 수 있다.
도 5b에서, 각각의 드로잉 라인(410)은 폴리곤 미러(120)의 회전 및 노광 스테이지(140)의 이동에 의하여 노광 스테이지(140)에 제공되어, 노광 진행 영역(510) 및 노광 완료 영역(520)을 형성할 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 드로잉 라인들(410)의 일단을 연결한 노광 진행 영역의 일단(512)은 폴리곤 미러(120)의 배치 방향(또는 제2 방향)과 평행할 수 있고, 노광 스테이지의 일단(142)으로부터 경사질 수 있다. 또한, 노광 진행 영역의 일단(512)은 노광 스테이지(140)의 진행 방향으로부터 경사질 수 있다.
도 6는 도 1에 있는 폴리곤 미러의 구조를 설명하는 도면이다. 보다 구체적으로, 도 6a는 정다각 기둥(122) 및 회전축(124)의 구조를 설명하는 사시도이고, 도 6b는 정다각 기둥(122) 및 회전축(124)의 구조를 설명하는 단면도이며, 도 6c는 정다각 기둥(122)이 정24각형으로 구현되는 실시예를 설명하는 도면이다.
도 6에서, 폴리곤 미러(120)는 회전축(124)에 의하여 회전하는 정다각 기둥(122)으로 구현되고, 정다각 기둥(122)의 표면들의 개수에 의하여 각각의 표면들 간의 내각이 결정될 수 있다. 예를 들어, 정다각 기둥(122)의 표면들의 개수가 증가할수록, 제1 표면(a) 및 제2 표면(b)이 형성하는 내각(θ)은 점점 증가할 수 있고, 평행광 어레이(10)가 제1 표면(a) 및 제2 표면(b)에 입사하는 내각이 감소할 수 있다.
일 실시예에서, 정다각 기둥(122)은 적어도 3개의 표면을 형성할 수 있고, 표면의 개수가 증가할수록 원기둥의 형상에 가까워질 수 있다. 정다각 기둥(122)의 표면 개수가 증가하면, 각각의 표면들에 의한 내각은 감소할 수 있다. 직접 노광 장치(100)는 각각의 표면들에 의한 내각을 감소시켜 드로잉 라인의 길이를 변화시키고, 미세 패턴 작업을 정밀하게 수행할 수 있다.
도 6c에서, 정다각 기둥(122)은 정24각형으로 구현될 수 있다. 여기에서, 정24각형은 정다각 기둥(122)의 일 실시예에 불과하고, 정다각 기둥(122)의 범위를 한정하는 것은 아니다. 일 실시예에서, 정다각 기둥(122)이 정24각형으로 구현되는 경우, 각각의 표면(a, b)에 대한 중심각은 서로 동일하고, 정24각형은 24개의 중심각들을 포함하기 때문에, 각각의 표면(a, b)에 대한 중심각은 15도에 해당할 수 있다(15 * 24 = 360). 또한, 제1 표면(a) 및 제2 표면(b)이 형성하는 내각(θ)은 165도에 해당할 수 있다.
일 실시예에서, 정다각 기둥(122)의 각각의 표면의 길이(610)는 반드시 이에 한정되는 것은 아니나, 7.832mm에 해당할 수 있다. 각각의 표면의 길이(610)는 설계 환경에 의하여 얼마든지 변경될 수 있다.
도 7은 도 1에 있는 직접 노광 장치에서 수행되는 직접 노광 과정을 설명하는 순서도이다.
평행 광원 어레이(110)는 제1 방향을 따라 배치되어 평행광 어레이(10)를 발산할 수 있다(단계 S710). 평행 광원 어레이(110)는 각각의 광원이 제1 방향을 따라 배치되어 어레이를 형성함으로써 구현될 수 있다.
폴리곤 미러(120)의 회전축(124)은 제2 방향을 따라 배치될 수 있다(단계 S720). 여기에서, 제2 방향은 제1 방향의 가상 연장선 상에 교차될 수 있다. 즉, 폴리곤 미러(120)는 평행 광원 어레이(110)와 경사지게 배치될 수 있다.
폴리곤 미러(120)는 회전축(124)에 의하여 회전할 수 있다(단계 S730). 폴리곤 미러(120)의 회전 속도는 직접 노광 장치(100)의 구성 요소들 간의 구조, 회전축(124)의 경사진 각도 및 노광 스테이지(140)의 이동 속도 중 적어도 하나에 의하여 결정될 수 있다.
폴리곤 미러(120)는 회전 과정에서 평행광 어레이(10)를 반사할 수 있다(단계 S740). 폴리곤 미러(120)는 평행광 어레이(10)를 반사하여 집광 렌즈(130)에 제공할 수 있다(단계 S750).
폴리곤 미러(120)는 일 방향으로 진행되는 노광 스테이지(140)에 적어도 하나의 경사진 드로잉 라인을 제공할 수 있다(단계 S760). 여기에서, 적어도 하나의 경사진 드로잉 라인은 집광 렌즈(130)에 의하여 집광된 평행광 어레이에 해당할 수 있다.
직접 노광 장치(100)는 경사진 폴리곤 미러(120)의 회전 과정에서 평행광 어레이(10)를 수신하여 노광 스테이지(140)에 경사진 드로잉 라인을 제공할 수 있다. 또한, 직접 노광 장치(100)는 노광 스테이지(140)를 단일 방향으로 이동시켜 노광 스테이지 전역에 직접 노광을 수행하고, 포토마스크를 사용하지 않고 미세 패턴 작업을 수행하여, 노광 시간 및 노광 비용을 감소시킬 수 있다.
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 통상의 기술자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 직접 노광 장치 110: 평행 광원 어레이
120: 폴리곤 미러 122: 정다각 기둥
124: 회전축 126: 회전력 제공 부재
130: 집광 렌즈 140: 노광 스테이지
410: 드로잉 라인 420: 복수의 드로잉 라인들
430: 노광 영역 510: 노광 진행 영역
520: 노광 완료 영역
10: 평행광 어레이

Claims (13)

  1. 제1 방향을 따라 배치되고 평행광 어레이를 발산하는 평행 광원 어레이; 및
    제2 방향을 따라 배치되어 상기 평행광 어레이의 가상 연장선 상에 교차되는 회전축을 포함하고, 그 회전 과정에서 상기 평행광 어레이를 수신하여 상기 제2 방향과 수직하고 노광 스테이지의 진행 방향으로부터 경사진(상기 노광 스테이지의 진행 방향과 드로잉 라인이 평행 또는 수직이 아닌) 적어도 하나의 드로잉 라인을 상기 노광 스테이지에 제공하는 폴리곤 미러를 포함하는 직접 노광 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리곤 미러는
    상기 회전축에 의하여 회전하는 정다각 기둥으로 구현되고, 상기 정다각 기둥의 표면들의 개수에 의하여 각각의 표면들 간의 내각이 결정되는 것을 특징으로 하는 직접 노광 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 폴리곤 미러는
    동시에 복수의 평행광 어레이들을 반사할 수 있도록 각기둥의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 직접 노광 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 폴리곤 미러의 길이는
    상기 평행 광원 어레이를 구성하는 각각의 광원들의 간격과 개수에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 직접 노광 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 노광 스테이지는
    일 방향으로 이동하면서 상기 폴리곤 미러에 의하여 반사된 평행광 어레이를 수신하고, 상기 폴리곤 미러의 회전 속도를 기초로 그 이동 속도가 결정되는 것을 특징으로 하는 직접 노광 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 폴리곤 미러의 전후에 배치되고, 상기 폴리곤 미러에 의해 반사된 평행광 어레이를 집광하여 상기 노광 스테이지에 제공하는 집광 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직접 노광 장치.
  8. 제1 방향을 따라 배치된 평행 광원 어레이에 의하여 평행광 어레이를 발산하는 단계;
    제2 방향을 따라 배치되어 상기 평행광 어레이의 가상 연장선 상에 교차되는 회전축을 포함하는 폴리곤 미러를 회전시키는 단계; 및
    상기 폴리곤 미러의 회전 과정에서 상기 평행광 어레이를 반사시켜 상기 제2 방향과 수직하고 노광 스테이지의 진행 방향으로부터 경사진(상기 노광 스테이지의 진행 방향과 드로잉 라인이 평행 또는 수직이 아닌) 적어도 하나의 드로잉 라인을 상기 노광 스테이지에 제공하는 단계를 포함하는 경사진 폴리곤 미러를 사용한 직접 노광 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 경사진 드로잉 라인을 제공하는 단계는
    상기 폴리곤 미러를 정다각 기둥으로 구현하고, 상기 정다각 기둥의 표면들의 개수에 의하여 각각의 표면들 간의 내각을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 경사진 폴리곤 미러를 사용한 직접 노광 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 경사진 드로잉 라인을 제공하는 단계는
    동시에 복수의 평행광 어레이들을 반사할 수 있도록 상기 폴리곤 미러를 각기둥의 형상으로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 경사진 폴리곤 미러를 사용한 직접 노광 방법.
  11. 삭제
  12. 제8항에 있어서, 상기 폴리곤 미러를 회전시키는 단계는
    상기 평행 광원 어레이를 구성하는 각각의 광원들의 간격과 개수에 의하여 상기 폴리곤 미러의 길이를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 경사진 폴리곤 미러를 사용한 직접 노광 방법.
  13. 제8항에 있어서, 상기 경사진 드로잉 라인을 제공하는 단계는
    상기 폴리곤 미러의 회전 속도를 기초로 상기 노광 스테이지의 이동 속도를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 경사진 폴리곤 미러를 사용한 직접 노광 방법.

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