KR19990063144A

KR19990063144A - 노광 장치 및 노광 방법

Info

Publication number: KR19990063144A
Application number: KR1019980055571A
Authority: KR
Inventors: 에이이치 미야케
Original assignee: 에이이치 미야케; 사네이기켄 주식회사
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1998-12-17
Publication date: 1999-07-26
Also published as: KR100328377B1; EP0924571B1; JPH11237744A; DE69802063T2; US6160611A; TW417181B; EP0924571A2; DE69802063D1; EP0924571A3

Abstract

본 발명의 노광 장치 및 노광 방법에 따르면, 포토마스크(10A)에는 기판(1A)상에 전사할 길이가 단축된 직선부를 갖는 직선 패턴이 구비되어 있다. 기판(1A)의 한 방향으로 포토마스크(10A)를 이동 및 정지하고 포토마스크(10A)에 광(20)을 조사하는 것에 의해, 직선 패턴은 기판(1A) 위로 전사된다. 그리하여, 노광 장치 및 노광 방법은 소형 포토마스크를 사용하여 노광에 의해 기판상에 직선 패턴을 효율적으로 전사할 수 있도록 한다.

Description

노광 장치 및 노광 방법

본 발명은 노광 장치 및 방법에 관한 것이고, 특히 기판에 근접하여 배치되고 복수의 평행한 직선 패턴 또는 적어도 일단부에 임의의 형상의 패턴을 구비한 포토마스크를 통해, 감광재 층을 표면에 갖는 기판상에 광을 조사하는 것에 의해 기판상에 패턴을 전사하기 위한 노광 장치 및 노광 방법에 관한 것이다.

액정 또는 플라즈마 디스플레이용 유리 기판은 점차 대형화되고 있다. 특히 플라즈마 디스플레이에 사용되는 기판은 1m ×1.5m 의 크기에 도달하고 있다.

따라서, 당연히 이러한 큰 기판상에 소정의 패턴을 형성하기 위한 노광용 포토마스크의 크기도 대형화되고 있다. 그러나, 이러한 요구 수준을 만족시키기 위한 대형 포토마스크의 제조는 재료비나 패턴 드로잉 및 처리의 정밀성 보장을 포함한 문제점들을 수반한다.

더욱이, 상술한 요구 수준을 만족시키는 대형 포토마스크가 제조된다할지라도, 노광 장치 자체의 크기가 극도로 커지게 되고, 따라서 큰 설치 공간이 요구되고 동작이 매우 복잡해진다. 그 결과, 대형 포토마스크 및 대형 노광 장치의 제조는 전체 설비 비용 및 유지비가 매우 고가로 되어 버린다.

또한, 포토마스크상에 불순물이 부착되면, 패턴으로서 직접 전사되고 그리하여 생산율이 감소한다. 따라서, 포토마스크는 불순물 등이 부착되는 것을 방지하기 위해 매우 조심스럽게 취급되어야 한다.

그러므로, 본 발명의 제1 목적은 소정의 패턴을 갖는 보다 대형화한 기판의 제조시에도 저가의 제조 비용과 유지비로 쉽게 제조되는 노광 장치 및 고정밀도로 노광처리를 수행하는 노광 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제2 목적은 불순물이 포토마스크에 부착되어 있을지라도 동작 및 실행될 수 있는 노광 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 노광 장치에서, 패턴은 기판에 근접하여 배치되고 복수의 평행한 직선 패턴 또는 적어도 일단부에 임의의 형상의 패턴을 구비한 포토마스크를 통해, 감광재 층을 표면에 갖는 기판상에 광을 조사하는 것에 의해 기판상에 전사된다. 포토마스크상에 직선 패턴은 기판상에 전사할 길이가 단축된 직선부를 갖는다. 포토마스크 및 포토마스크를 통해 기판상에 광을 조사하기 위한 광조사 장치는 노광에 의해 패턴이 기판상에 연속적으로 전사되는 동안에 기판을 포함한 소정 영역내에 X 및 Y 방향으로 상대적으로 이동 또는 정지된다.

상술한 바와 같이, 기판상에 전사할 길이가 단축된 직선부를 갖는 패턴을 구비한 포토마스크가 사용될 때, 종래에 포토마스크상에 모든 패턴이 도시되는 포토마스크가 사용되는 것에 비해 대응하는 포토마스크의 크기 감소가 실현될 수 있다. 그러므로, 포토마스크의 제조 비용 및 정밀도에 관련된 문제들이 해결될 수 있다.

더욱이, 이러한 포토마스크는 이 포토마스크가 기판에 대하여 상대적으로 이동하거나 또는 정지하는 동안 노광에 의해 기판상에 패턴을 연속적으로 전사하는 것에 의해 고정밀도로 기판상에 직선 패턴을 전사하도록 해준다.

또한, 기판에 대하여 포토마스크를 상대적으로 이동하면서 패턴을 전사하기 때문에 포토마스크에 불순물이 고착되어 있을지라도, 그 불순물이 패턴으로서 기판상에 전사되지 않는다.

보다 양호하게는, 포토마스크상의 패턴은 기판에 전사할 직선 패턴과 직교하는 방향으로 임의의 부분으로 분할된다. 따라서, 포토마스크의 크기 단축은 포토마스크상의 패턴이 보다 작은 그룹으로 분할될 때 실현될 수 있다.

보다 양호하게는, 포토마스크와 기판 사이에 삽입된 광시스템에 의해 기판상에 이미지를 형성하기 위해, 광이 포토마스크를 통해 기판을 향하는 방향으로 포토마스크상에 도시된 패턴에 조사된다.

따라서, 포토마스크상에 도시된 패턴의 이미지는 노광될 수 있고 예를 들어 광시스템을 사용하여 기판상에 크기가 단축되기 때문에, 미세 패턴이 고정밀도로 기판상에 전사된다.

보다 양호하게는, 기판상에 포토마스크에 도시된 패턴을 전사하기 위한 광조사 장치는 포토마스크를 이동하기 위한 포토마스크 이동장치 위에 설치된다. 광조사 장치는 포토마스크를 따라 그리고 포토마스크에 대하여 이동될 수 있다.

보다 양호하게는, 광조사 장치는 광조사 장치로부터 나온 평행빔이 포토마스크 및 기판에 도달하기 위해 반사 미러에 의해 편향될 수 있도록 하기 위해 포토마스크를 이동하기 위한 포토마스크 이동 장치의 밖에 설치된다.

보다 양호하게는, 노광장치는 반입구로부터 노광 위치까지 기판을 운반하기 위한 반입 컨베이어와, 노광 위치로부터 반출구까지 기판을 운반하기 위한 반출 컨베이어를 포함한다. 광조사 장치는 기판이 운반되는 표면 위에 설치되고, 반입 및 반출 컨베이어로 구성된다. 보다 양호하게는, 레이저빔이 광조사 장치의 광원으로서 사용된다.

보다 양호하게는, 포토마스크는 기판과 위치맞춤하기 위해 소정 위치에 포토마스크 위치맞춤 마크를 포함한다.

보다 양호하게는, 기판을 갖는 포토마스크를 X, Y 및 θ 방향으로 배열하기 위한 포토마스크 위치맞춤 기구를 포함한다.

보다 양호하게는, 또한 기판을 유지하기 위한 기판 홀더가 설치되며, 포토마스크를 X, Y 및 θ 방향으로 배열하기 위한 포토마스크 위치맞춤 기구를 포함한다.

보다 양호하게는, 포토마스크 및 기판의 X, Y 및 θ 방향으로의 상대적 이동을 위해, 포토마스크는 X, Y 양방향으로 이동하고. 반면 기판은 고정된다.

보다 양호하게는, 또한 포토마스크와 기판 사이에 소정의 클리어런스를 유지하기 위해 클리어런스 측정 및 클리어런스 조정 장치가 설치된다.

보다 양호하게는, 기판에 광 조사영역의 크기를 변경하기 위한 기구가 설치된다.

본 발명에 따른 노광 방법에서, 노광 장치는 기판에 근접하여 배치되고 복수의 평행한 직선 패턴 또는 적어도 일단부에 임의의 형상의 패턴을 구비한 포토마스크를 통해, 감광재 층을 표면에 갖는 기판상에 광을 조사하는 것에 의해 기판상에 패턴을 전사하기 위해 사용된다. 포토마스크의 직선 패턴은 기판상에 전사할 길이가 단축된 직선부가 그려진다. 포토마스크 및 포토마스크를 통해 기판상에 광을 조사하기 위한 광조사 장치는 노광에 의해 패턴이 기판상에 연속적으로 전사되는 동안, 기판을 포함한 소정 영역내에 X 및 Y 방향으로 상대적으로 이동 또는 정지된다. 기판과 직교하는 방향으로의 노광 처리는 격자상 패턴을 제공한다.

더욱이, 포토마스크가 기판에 대하여 상대적으로 이동하거나 또는 정지하는 동안 노광에 의해 기판상에 패턴을 연속적으로 전사하는 것에 의해 고정밀도로 기판상에 직선 패턴을 전사할 수 있도록 해준다.

보다 양호하게는, 포토마스크상에 패턴은 기판에 전사할 직선 패턴과 직교 하는 방향으로 임의의 부분으로 분할된다. 패턴은 인접한 분할 패턴 사이에 거리를 적당하게 조정하여 노광하는 것에 의해 기판상에 전사된다.

따라서, 패턴은 감축된 크기의 포토마스크를 사용하여 고정밀도 및 저가의 노광에 의해 대형 기판상에 전사될 수 있다. 그 결과, 본 발명은 예를 들어 보다 대형화되는 플라즈마 디스플레이용에 사용되는 기판의 제조에 충분히 응용될 수 있다.

본 발명의 다른 형태에 따르면, 노광 장치는 기판에 근접하여 배치되고 복수의 평행한 직선 패턴 또는 적어도 일단부에 임의의 형상의 패턴을 구비한 포토마스크를 통해, 감광재 층을 표면에 갖는 기판상에 광을 조사하는 것에 의해 기판상에 패턴을 전사하기 위해 제공된다. 포토마스크의 직선 패턴은 기판상에 전사할 길이가 단축된 직선부를 갖는다. 포토마스크를 통해 기판에 광을 조사하기 위한 소정 영역을 갖는 평행빔 및 기판을 유지하는 기판 홀더는 포토마스크에 직선 패턴에 평행한 방향으로 이동 또는 정지될 수 있다. 포토마스크의 직선 패턴의 적어도 일단부에 임의 형상의 패턴은 포토마스크에 대하여 소정 위치에 고정된 기판에 평행빔을 이동 또는 정지하면서 포토마스크를 통해 기판상에 광을 조사하는 것에 의해 기판상에 전사된다. 포토마스크의 직선 패턴은 포토마스크에 조사되는 평행빔을 임의의 속도로 기판에 이동하면서 포토마스크를 통해 기판상에 전사되고, 그리하여 길이가 단축된 직선부를 갖는 포토마스크상에 직선 패턴은 소정 길이를 갖기 위해 연장된다.

보다 양호하게는, 평행빔으로 조사할 포토마스크상의 영역은 평행빔을 조사하기 위해 광원의 광시스템 및 광투과 윈도우를 갖는 차광판의 적어도 하나에 의해 결정되는 직사각형이다. 포토마스크의 직선 패턴에 평행한 방향의 광으로 조사할 영역측의 길이는 직선 패턴의 길이보다 짧거나 같다. 포토마스크의 직선 패턴에 직교하는 방향의 광으로 조사할 영역측의 길이는 패턴이 동일한 방향으로 동시에 기판에 전사될 수 있도록 세트된다.

보다 양호하게는, 포토마스크는 포토마스크의 표면을 포함하는 평면상에 θ 방향으로 미동할 수 있는 미동장치와; 상기 포토마스크의 직선 패턴에 평행하게 구비되고 그 사이에 임의의 간격을 갖는 2개의 포토마스크 위치맞춤 마크 및 상기 포토마스크의 직선 패턴중 어느 하나와, 직진 레일에 의해 인도되는 상기 기판 홀더에 설치되는 1개의 기판 홀더 위치맞춤 마크 사이에서 포토마스크의 직선 패턴과 거의 직교한 방향으로 기판 홀더를 이동하고 거리를 측정하는 것에 의해 기판 홀더의 이동방향이 상기 포토마스크의 직선 패턴과 평행하고 상기 포토마스크의 직선 패턴에 평행하게 이동하도록 상기 미동수단을 제어하기 위한 제어 장치를 포함한다.

보다 양호하게는, 위치맞춤 제어장치는 포토마스크에 대하여 X, Y 및 θ 방향으로 기판을 이동하고 포토마스크에 구비되는 복수의 포토마스크 위치맞춤 마크의 위치와 포토마스크 위치맞춤 마크에 대응하는 기판에 구비되는 포토마스크 위치맞춤 마크의 위치를 동시에 판독하는 것에 의해, 포토마스크의 포토마스크 위치맞춤 마크와 기판 위치맞춤 마크의 위치 변위량을 토대로 하여, 기판과 포토마스크를 위치맞춤하기 위해 설치된다.

본 발명의 다른 형태에 따르면, 상술한 노광 장치를 사용한 노광방법은 다음 단계: 포토마스크의 직선 패턴과는 다르거나 또는 평행한 방향으로 포토마스크의 직선 패턴을 기판에 여러번 전사하는 단계와; 광학적으로 네거티브 또는 포지티브인 감광층을 기판에 형성하는 단계와; 원하는 재료를 사용하여 현상, 에칭 또는 막형성에 의해 박막을 형성하는 단계를 조합하는 것에 의해 기판상에 원하는 재료를 사용하여 2 또는 3차원적으로 조합된 패턴을 형성하기 위해 설치된다.

본 발명의 또다른 형태에 따르면, 상술한 노광 장치를 사용한 노광 방법은 다음 단계: 기판에 제1 감광층상에 포토마스크의 제1 직선 패턴을 전사하는 단계와; 현상, 에칭 등에 의해 원하는 재료를 사용하여 패턴을 형성하는 단계와; 적어도 현상에 의해 제1 감광층상에 전사된 패턴을 클리어하게 하는 단계와; 클리어해진 전사된 패턴을 갖는 제1 감광층상에 제2 감광층을 형성하는 단계와; 노광처리에 의해 제2 감광층상에 제1 직선 패턴과 직교인 제2 직선 패턴을 전사하는 단계와; 격자상 패턴 또는 수많은 직사각형 패턴을 형성하기 위해 현상에 의해 제2 감광층상에 전사된 패턴을 만드는 단계를 포함한다.

상술한 바와 같이, 전사할 직선부를 갖는 패턴을 기판상에 구비한 길이가 단축된 포토마스크가 사용될 때, 종래에 포토마스크상에 모든 패턴이 묘사되는 포토마스크가 사용되는 것에 비해 대응하는 포토마스크의 크기 감소가 실현될 수 있다. 그러므로, 포토마스크의 제조 비용 및 정밀도에 관련된 문제들이 해결될 수 있다.

또한, 기판에 대하여 포토마스크를 상대적으로 이동하면서 패턴을 전사하기 때문에 포토마스크에 불순물이 고착되어 있을 지라도, 그 불순물이 패턴으로서 기판상에 전사되지 않는다.

본 발명의 다른 형태에 따르면, 노광 장치는 기판 근접하여 배치되고 복수의 평행한 직선 패턴 또는 적어도 일단부에 임의의 형상의 패턴을 구비한 포토마스크를 통해, 감광재 층을 표면에 갖는 기판상에 광을 조사하는 것에 의해 기판상에 패턴을 전사하기 위해 제공된다. 포토마스크 및 포토마스크를 통해 기판에 광을 조사하기 위한 광조사 장치는 X 및 Y 방향으로 기판을 포함한 소정 영역에서 상대적으로 이동하거나 정지될 수 있다. 기판상에 전사하기 위한 패턴은 포토마스크가 기판에 대하여 이동되거나 정지되는 동안 노광 처리에 의해 기판상에 연속적으로 전사된다.

본 발명의 상기한 그리고 다른 목적, 특징, 형태 및 장점은 첨부 도면과 연관한 본 발명의 다음 상세한 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유리 기판상에 전사될 패턴과 관련된 평면도.

도 2는 도 1에 도시된 패턴을 전사하기 위해 사용되는 포토마스크를 도시한 평면도.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 노광 방법의 기본 원리를 설명하기 위해 사용된 평면도.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 노광 방법의 기본 원리를 설명하기 위해 사용된 측면도.

도 5 내지 도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 노광 방법의 기본 원리를 설명하기 위해 사용된 도면.

도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 노광 방법을 수행하기 위한 노광 장치를 도시한 평면도.

도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 노광 방법을 수행하기 위한 노광 장치를 도시한 측면도.

도 11은 도 9에서 A로 표시된 부분을 나타내는 부분확대도.

도 12는 도 10에서 A'로 표시된 부분을 나타내는 부분확대도.

도 13 및 도 14는 제 1 실시예에 따른 포토마스크 및 기판의 배열과 관련되어 도시된 제 1 및 제 2 다이아그램.

도 15a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판에 전사할 패턴과 관련된 평면도.

도 15b는 도 15a에 도시된 패턴을 전사하기 위해 사용된 포토마스크를 나타내는 평면도.

도 16a, 도 17a 및 도 18a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판에 전사할 다른 패턴과 관련된 평면도.

도 16b, 17b 및 18b는 도 16a, 도 17a 및 도 18a에 도시된 패턴을 전사하기 위해 사용된 포토마스크를 도시한 평면도.

도 19a 내지 도 19c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 노광 방법을 설명하기 위해 사용된 제 1 다이아그램.

도 20a 내지 도 20c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 노광 방법을 설명하기 위해 사용된 제 2 다이아그램.

도 21a 내지 도 21c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 노광 방법을 설명하기 위해 사용된 제 3 다이아그램.

도 22 및 도 23는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 노광 방법을 수행하기 위한노광 장치를 도시한 제 1 및 제 2 평면도.

도 24는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 노광 방법을 수행하기 위한 노광 장치를 도시한 정면도.

도 25는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 노광 방법을 수행하기 위한 노광 장치를 도시한 측면도.

도 26는 기판의 이동 방향으로 포토마스크의 배열과 관련되어 도시된 다이아그램.

도 27은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 빔 발생장치를 도시한 평면도.

도 28은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 빔 발생장치를 도시한 측면도.

도 29는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 빔 발생장치에 사용되는 집합 렌즈를도시한 평면도.

도 30은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 빔 발생 장치에 사용되는 집합 렌즈를 도시한 평면도.

도 31a 및 도 32b는 도 30에 각각 화살표 X₁및 X₂로 나타낸 집합 렌즈를 나타내는 측면도.

도 32는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 노광 장치를 도시한 평면도.

도 33은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 노광 장치를 도시한 측면도.

도 34는 유리 기판에 전사할 다른 패턴(105, 106)을 위한 노광 장치를 설명하기 위한 다이아그램.

도 35는 유리 기판에 전사할 다른 패턴(107)을 도시한 평면도.

도 36은 유리 기판에 전사할 다른 패턴(108)을 도시한 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 포토마스크 11: 전사 패턴

21, 22, 30, 32 : 제 1 광조사 장치 20: 조사광

50: 거리 센서 51: CCD 카메라

100: 노광장치 101: 유리 기판

150: 기판 홀더

본 발명에 따른 노광 장치 및 노광 방법의 실시예는 도면을 참조하여 설명하겠다.

제 1 실시예

먼저, 도 1을 참조하여, 플라즈마 디스플레이용 유리 기판을 설명한다. 기판(1A)위에, 유리 기판(1)과 그 유리 기판(1)의 표면에 유리 기판(1)의 한쪽 방향으로(도면에서 X 방향이고, 이하에 X 방향으로 표기함) 평행하게 선형으로 연장되는 복수의 패턴(2)이 제공된다.

규정된 형태의 단자 패턴(T1, T2)은 패턴(2)의 양 단부에 형성된다. 단자 패턴은 패턴의 일단부에만 형성되기도 한다. 또한 기판에 위치맞춤 마크(3)가 위치맞춤기판(1A) 및 위치맞춤시 노광용 포토마스크에 사용되는 유리 기판(1)의 4개 코너에 형성된다.

패턴(2)은 패턴(2)으로부터 X 방향에 수직인 방향(도면에서 Y로 표시된 방향, 이하 Y 방향으로 표기함)으로 동일하게 4 부분으로 분할된 패턴(P1, P2, P3 및 P4)을 포함한다. 즉, 패턴(2)은 동일한 패턴의 분할 패턴(P1 내지 P4)로 이루어진다.

도 2를 참조하면, 노광에 의해 기판(1A) 상에 패턴(2)을 전사하기 위한 포토마스크(10A)가 설명될 것이다.

포토마스크(10A)는 투명한 유리 기판(10)상에 기판(1A)에 전사되는 길이 방향으로 길이가 단축된 패턴(2)의 분할 패턴(P1 내지 P4)의 선형부중 하나에 대응하는 선형부(11a)를 갖는 패턴(11)과, 그 단부에서 단자 패턴(T1, T2)에 대응하는 단자 패턴(T11, T12)을 포함한다. 또한, 포토마스크에 위치맞춤 마크(12)는 기판(1A)과 위치 정렬하기 위해 유리 기판(10)의 4개 코너에 구비된다.

이제, 도 2에 도시된 상술한 포토마스크(10A)를 사용하여 노광에 의해 기판(1A)의 전체 표면에 패턴(2)을 전사하기 위한 노광 방법을 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명한다.

도 3 및 도 4를 참조하여, 기본 노광 방법을 설명한다. 도 3은 그 표면에 포토마스크(10A) 및 감광 재료의 층을 갖는 기판(1A)을 도시한 평면도이고, 도 4는 그 측면도이다.

도면을 참조하여, 포토마스크(10A)는 그 기판상에 패턴(11)을 전사하기 위한 출발 위치를 도시한, 기판(1A)의 코너에서 소정 위치에 배열된다.

기판(1A)상에 포토마스크(10A)에 제공된 패턴(11)을 전사하기 위해 사용되는 조사광(평행광, 20)은 패턴(11)의 선형부(11a)에 수평이면서 직교하도록 기판(1A) 외부에 배열된 광원(도면에서 도시 생략)으로부터 발산된다. 광원으로부터 발산된 조사광(평행광, 20)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 반사 미러(21, 32)에 의해 편향되고, 포토마스크(10A)의 상방으로부터 포토마스크(10A)를 투과하여 기판(1A)상에 조사된다. 반사 미러(32)는 보호 커버(31)로 커버되고 조사광(20)으로 조사할 포토마스크(10)의 영역은 보호 커버(31)를 위해 제공되는 개폐 셔터(30a, 30b, 30c)에 의해 조정될 수 있다.

반사 미러(32), 보호 미러(31) 및 셔터(30a 내지 30c)는 제 1 광조사 장치(30)를 포함한다.

포토마스크(10A)는 기판(1A)에 대하여 작은 클리어런스(0.05mm 및 0.5mm 사이)를 유지하기 위해 제공된다.

포토마스크(10A) 및 조사광(20)은 X 및 Y 방향(상세한 설명은 후술)으로 이동하는 기구를 갖는다. 도 5 내지 도 8을 참조하면, 이러한 기구를 갖는 기판(1A) 상에 포토마스크(10A)에 패턴(11)을 전사하는 방법을 설명한다.

도 5를 참조하여, 고정된 포토마스크(10A)상에 단자 패턴(T12) 위로 제1 광조사장치(30)를 이동하는 것에 의해, 기판(1A)은 포토마스크(10A)를 통하여 광조사되고, 그리하여 단자 패턴(T12)은 기판(1A) 위로 전사된다.

그 후, 제1 광조사장치(30)를 이동하면서, 제1 광조사 장치(30)가 포토마스크(10A) 상에 패턴(11)의 중간부 위에 배치될 때, 포토마스크(10A)는 기판(1A)상에 패턴(2)의 선형부를 전사하기 위해 도 6에 도시된 바와 같이(도 8에 화살표 A1 내지 A3 참조) 제1 광조사장치(30)와 동일한 속도로 X 방향으로 이동한다.

도 7를 참조하면, 기판(1A)상에 패턴(2)의 선형부의 전사가 완료된 후, 고정된 포토마스크(10A)상에 단자 패턴(T11) 위로 제1 광조사 장치(30)를 이동하면서 기판(1A)은 포토마스크(10A)를 통해 광조사되고 그리하여 단자 패턴(T11)은 기판(1A) 상에 전사된다. 그 후, 제1 광조사장치(30)는 기판(1A) 밖으로 이동되고 정지된다.

이상의 동작을 통해, 도 1에 도시된 기판(1A)의 분할 패턴(P1)은 기판(1A)상에 전사된다.

그 후, 포토마스크(10A) 및 제1 광조사장치(30)는 1개의 분할 패턴에 의해 상대적으로 Y 방향으로 이동되고 또한 도 5 내지 도 7에 도시된 방향과 반대 방향인 X 방향으로 이동된다. 반대 방향으로 도 5 내지 도 7에 도시된 노광을 수행하는 것에 의해, 다음 분할 패턴(P2)은 기판(1A) 상에 전사된다. 노광에 의해 분할 패턴(P3, P4)을 전사하기 위한 동작의 반복은 도 1에 도시된 것처럼 기판(1A)의 전체 표면에 패턴(2)의 형성을 제공한다.

분할 패턴(P1)의 노광시, 셔터(30a, 30c)는 개방 상태이고 셔터(30b)는 폐쇄 상태여서, 위치맞춤마크(3)는 기판(1A)의 4개 코너에 전사된다. 한편, 분할 패턴(P2, P3)의 노광시에는 위치맞춤 마크(3)를 전사할 필요가 없기 때문에 셔터(30a)만이 개방 상태이고 셔터(30b, 30c)는 폐쇄 상태이다.

또한, 분할 패턴(P4)의 노광시 셔터(30a,30b)는 개방 상태이고 셔터(30c)는 폐쇄 상태이다. 도 8은 도 5 내지 도 7에 도시된 제1 광조사장치(30)의 동작을 도시한 측면도이다.

이제, 상술한 노광 방법을 수행하는 노광 장치를 도 9 내지 도 12를 참조하여 설명하겠다. 도 9는 노광 장치(100)의 평면도이고, 도 10은 그 측면도이며, 도 11은 도 9에서 A로 표시된 영역을 확대한 다이아그램이며, 도 12는 도 10에서 A로 표시된 영역을 확대한 다이아그램이다.

도 9 내지 도 12를 참조하여, 본 실시예에 따른 노광 장치(100)는 노광 장치(100)까지 기판(1A)을 운반하기 위한 반입 스테이션(100A), 기판(1A)에 노광을 수행하기 위한 노광 스테이션(100B) 및 노광 장치(100) 밖으로 기판(1A)을 운반하기위한 반출 스테이션(100C)을 포함한다. 각 스테이션(100A 내지 100C)에서 기판(1A)의 반출 기구에 대해서는 상세하게 설명하지 않으나, 롤러 컨베이어 또는 기판 운반 포크 및 기판 리프트 핀 등을 이용한 운반 기구가 통상 사용된다.

더욱이, 노광 스테이션(100B)은 기판(1A) 위에서 X 및 Y 방향으로 이동가능한 반사 미러(21, 32)를 갖는 제1 광조사장치(30)을 구비한다. 또한, X 및 Y 방향으로 포토마스크(10A)를 이동하기 위한 포토마스크 프레임(10a) 및 X 및 Y 방향으로 포토마스크 프레임(10a)을 이동하기 위한 포토마스크 X 방향 구동장치(200X) 및 포토마스크 Y 방향 구동장치(200Y)가 구비된다.

더욱이. 포토마스크 구동 장치(200X) 위에 X 방향으로 제1 광조사장치(30)를 구동하기 위한 구동장치(30X)가 구비된다. 또한 포토마스크 구동장치(200Y)는 Y 방향으로 제1 광조사장치(30)를 이동하기 위한 장치로서 사용된다.

포토마스크 프레임(10a)과 포토마스크 구동장치(200X) 사이에 X, Y 및 θ 방향으로 포토마스크(10A)의 위치를 미세 조정하기 위한 포토마스크(XYθ) 미동장치(200a) 및, 포토마스크(10a)와 기판(1A) 사이에 거리를 조정하기 위해 기판(1A)에 대해 포토마스크 프레임(10a)을 수직 이동하기 위한 포토마스크 Z 방향 구동장치(200Z)가 구비된다.

또, 포토마스크 구동장치(200Y)는 포토마스크(10A)상에 포토마스크 위치맞춤마크(12) 및 기판(1A) 상에 기판 위치맞춤 마크(3)를 판독하기 위한 CCD 카메라(51)를 포함한다. 카메라를 X 및 Y 방향으로 구동하기 위한 카메라 구동장치(500X, 500Y)가 CCD 카메라(51)에 부착된다.

기판 YXθ 미세조정장치(100a)는 기판 홀더(150)가 배치되는 프레임(40)과 노광 스테이션(100B)에서 기판 홀더(150) 사이에 설치된다. 프레임(40)에는 노광 스테이션(100B)에 평행광(20)을 조사하기 위해 광원(22)이 설치되어 있다. 프레임(1A)과 포토마스크(10A) 사이에 거리를 감지하기 위한 센서(50)가 포토마스크 프레임(10a)에 부착된다.

상술한 구조를 갖는 노광 장치(100)의 동작을 설명한다.

도 9를 참조하면, 반입구로부터 운반된 기판(1A)은 반입 스테이션(100A)위에 배치되고, 위치맞춤후 노광 스테이션(100B)에 운반된다.

그 후, 노광 스테이션(100B)에서, 기판(1A)은 진공 흡입에 의해 기판 홀더(150)에 고정된다. 이 때, 포토마스크(10A)는 기판(1A)의 오른쪽 상부 코너에서 포토마스크(10A)와 기판(1A)상에 위치맞춤 마크가 거의 기판(1A)의 오른쪽 상부 코너에서 일치되는 위치에 유지된다.

이 때, 포토마스크(10A)의 위치는 포토마스크 XYθ 미동장치(200a) 및 포토마스크 구동장치(200X, 200Y)를 사용하여 조정되고 그리하여 포토마스크(10A)에 도시된 패턴은 포토마스크 구동장치(200X, 200Y)의 X 및 Y 방향으로 정확하게 배열된다.

그 후, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 포토마스크(10A)위에 포토마스크 위치맞춤마크(12A 내지 12D)와 기판(1A) 상에 기판 위치맞춤 마크(3A 내지 3D)가 위치맞춤된다.

도 14에 도시된 바와 같이, 위치맞춤시 포토마스크(10A)와 기판(1A)위의 대응하는 위치맞춤 마크들은 CCD 카메라(51) 및 포토마스크(10A)를 이동하는 것에 의해 기판(1A)의 각 코너에 위치맞춤된다. 따라서, 위치맞춤 마크들의 위치가 판독되고 위치 변위가 계산된다. 그 결과를 토대로, 기판(1A)은 기판 XYθ 미동장치(100a)를 사용하여 X,Y 및 θ 방향으로 배열된다.

기판(1A)과 포토마스크(10A)의 위치맞춤이 완료된 후, 포토마스크(10A)는 기판(1A) 위에 위치맞춤 마크(3A)와 포토마스크(10A)상에 포토마스크 위치맞춤 마크(12A)가 위치마춤되는 위치, 즉 노광 개시 위치로 재배치된다.

또한, 제1 광조사장치(30) 및 포토마스크(10A)는 제1 광조사장치(30)가 포토마스크(1A)위에 패턴(11)의 선형부(11a)의 중간부 위로 올 때 동일한 속도에서 X 방향으로 이동된다. 그 후, 포토마스크(10A)만이 포토마스크(10A)상에 포토마스크 위치맞춤마크(12B)와 기판(1A)상에 기판 위치맞춤마크(3B)가 위치맞춤되는 위치에 정지되고, 제1 광조사장치(30)는 기판(1A) 밖으로 올 때까지 계속 이동한다.

포토마스크(10A)가 규정된 피치에 의해 Y 방향으로 이동될 때, 노광은 상술한 것과 유사한 과정을 통해 포토마스크(10A)를 다시 사용하여 기판(1A)에 수행된다.

상술한 포토마스크(10A)에는 Y 방향으로 4부분으로 분할된 패턴이 구비되고, 그리하여 인접 패턴 사이에 피치는 포토마스크 구동장치(200Y)에 의해 Y 방향으로 이동된 포토마스크의 양을 적당하게 조절하는 것에 의해 조정될 수 있다.

그 후, 최종 단계로서, 상술한 동작은 포토마스크(10A)상에 포토마스크 위치맞춤마크(12C)와 기판(1A) 기판 위치맞춤 마크(3C) 또는 포토마스크 위치맞춤 마크(12D)와 기판 위치맞춤마크(3D)가 위치맞춤되고, 그리하여 패턴은 포토마스크(10A)를 사용하여 기판(1A)상에 전사된다.

상술한 일련의 노광은 양호하게는 포토마스크(10a) 와 기판(1A) 간에 거리는 항상 포토마스크 프레임(10a)에 고정된 거리 센서(50, 도 11 참조)에 의해 감지되고, 이 결과를 토대로 포토마스크 구동장치(200Z)는 거리를 일정하게 하기 위해 자동 제어된다.

노광 스테이션(100B)에서 노광이 완료된 기판(1A)은 반출 스테이션(100C)으로 이동된 후 출구로부터 다음 단계를 위해 장치로부터 운반된다.

기판(1A)에서 다른 가공 처리에 의한 기판(1A)의 신장 및 축소에 대응하기 위해 Y 방향으로 이동될 양은 미세 조정될 수 있고, 또는 포토마스크(10A)는 약간 다른 피치를 갖는 패턴을 갖는 포토마스크를 사용하기 위해 수동 또는 자동으로 변경할 수 있다.

더욱이, 복수의 다른 패턴은 단일 포토마스크로 도시될 수 있고 그리하여 그 패턴은 노광에 의해 기판에 별도로 전사된다.

기판(1A)의 엣지부에 형성된 패턴들이 다를 때, 패턴에 대응하는 포토마스크가 노광에 사용된다.

상술한 실시예에서, 비록 4개의 다른 위치맞춤마크들이 포토마스크(10A)와 기판(1A)에 각각 제공되지만, 2개 이상이면 어떤 수나 유사한 기능 및 효과를 실현하기 위해 사용될 수 있다.

더욱이, 상술한 기판(1A)은 1개의 제품으로서 사용되지만 1개의 기판을 분할하는 것에 의해 복수의 제품이 제조될 수 있다.

또한, 다른 응용예로서 직선 패턴이 기판의 X 방향으로 형성된 후에, 기판은 90。 회전시켜 유사한 노광 처리를 행하여 기판상에 격자 형상의 패턴을 제공할 수 있다.

또한, 광원으로서 레이저 광원이 사용되기도 한다. 또, 비록 상술한 실시예에서는 평행광을 발생하기 위한 광원이 외부에 설치되어, 반사 미러를 사용하여 포토마스크쪽으로 인도되었지만, 광원장치가 포토마스크 위에 설치되어 포토마스크를 따라 이동될 수도 있다.

광원을 위해 큰 공간이 필요할 때, 공간을 절약하기 위해 광원 장치는 본 장치 위에 설치되고, 그리하여 위에서 봤을 때 장치의 크기가 증가되는 것을 방지한다.

상술한 실시예에서, 포토마스크만이 기판에 대하여 X 및 Y 방향으로 이동될 수 있다. 그러나, 상술한 노광방법은 포토마스크와 기판이 X 및 Y 방향으로 상대적으로 이동되는 한, 수행될 수 있고, 그러므로 기판과 포토마스크중 하나가 X 방향 및 다른 Y 방향으로 이동되는 다른 구조가 응용될 수 있다.

제 2 실시예

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이의 포토마스크(110A) 기판(101A)과 포토마스크(110A)는 도 15a 및 도 15b를 참조하여 설명한다.

먼저, 도 15a를 참조하여, 기판(101A)은 유리 기판(101)을 포함하고 유리 기판(101)의 X 방향으로 평행한 복수의 직선 패턴을 갖는 패턴(102)을 그 표면에 구비한다.

패턴(102)의 양 단부에서, 단자 패턴(T101, T102)은 양쪽 규정된 형태로 형성된다. 단자 패턴은 일단부에만 형성될 수도 있다. 또한, 기판(103)의 위치맞춤마크는 기판(101A)과 포토마스크의 위치맞춤에 있어서 노광을 위해 유리 기판(101)의 4개 코너에 형성된다.

다음에, 도 15b를 참조하여 노광에 의해 유리 가판(101)상에 패턴(102)을 전사하기 위한 포토마스크(110A)를 설명한다.

포토마스크(110A)는 투명한 유리 기판(110)상에 패턴(111)을 갖는다. 패턴(111)은 기판(101)에 전사할 패턴(102)의 선형부의 길이를 단축시킴으로써 얻어지는 직선 패턴(111a)과, 단자 패턴(T101, T102)에 대응하는 단자 패턴(T111, T112)을 포함한다. 또, 포토마스크(112)의 위치맞춤마크는 기판(101A)의 위치맞춤을 위해 유리 기판(110)이 4개 코너에 형성된다.

기판(101A) 및 포토마스크(110A)의 변형으로서, 도 16A에 도시된 단자 패턴(T101, T102)없는 기판(101B)과 도 16B에 도시된 단자 패턴(T111, T112) 없는 포토마스크(110B)가 사용될 수 있다.

또, 기판(101A) 및 포토마스크(110A)의 변형으로서 도 17A 및 도 17B에 도시된 것처럼 기판(101C) 및 포토마스크(110C)가 사용될 수 있다.

기판(101C)은 유리 기판(101)의 X 방향에 평행한 패턴(104), 즉 X 방향으로 2개 그리고 Y 방향으로 3개, 총 6개를 그 표면에 갖는 유리 기판(101)을 포함한다. 규정된 형태의 단자 패턴(T105, T106)은 각 패턴(104)의 양 단부에 제공된다.

더욱이, 포토마스크(110C)는 투명한 유리 기판(110)상에, 기판(101C)에 전사할 패턴(104)의 선형부의 길이를 단축시키는 것에 의해 얻어지는 선형부(114a)를 포함하는, Y 방향으로 3개 패턴과, 단자 패턴(T105, T106)에 대응하는 단자 패턴(T115, T116)을 갖는다.

또한, 기판(101C) 및 포토마스크(110C)의 변형으로서, 도 18a 및 포토마스크(110D)에 도시된 것 같은 단자 패턴(T105, T106) 없는 기판(101D) 및 도 18에 도시된 것 같은 단자 패턴(T115, T116) 없는 포토마스크(110D)가 사용될 수 있다. 다음에, 도 15b에 도시된 상술한 포토마스크(110A)를 사용하여 노광에 의해 유리 기판(101)의 전체 면에 패턴(111)을 전사하기 위한 노광 방법을 각각 평면도 및 측면도인 도 19a, 도 20a, 도 21a 및 도 19b, 도 20b, 도 21b를 참조하여 설명한다.

유리 기판(101)상에 포토마스크(110A)에 패턴(111)을 전사하기 위해 사용되는 평행빔(130A)은 유리 기판(101)의 외부에 수평으로 배치되고 패턴(111)의 직선 패턴(111a)에 평행한 광원(후술함)으로부터 조사된다.

광원으로부터 조사되는 평행빔(130A)은 평면 미러(131)에 의해 반사되고, 차광판(132)을 통과한 후, 유리 기판(101)쪽을 향해 위로부터 포토마스크(110A)를 통해 투과된다. 평행빔(130A)은 차광판(132)의 개구(132a) 또는 평행빔(130)을 조사하기 위해 광원측에 광학 시스템에 의해 것에 의해 결정될 수 있다.

또한, 포토마스크(110A)의 직선 패턴(111a)에 평행한 평행빔(130A)을 조사할 영역측의 길이는 직선 패턴의 길이보다 짧거나 거의 같다. 포토마스크(110A)의 직선 패턴(111a)과 직교인 평행빔(130A)을 조사할 영역측의 길이는 같은 방향으로 배열된 패턴(111a)가 동시에 전사되도록 세트된다.

포토마스크(110A)는 상술한 제1 실시예에서와 같이 접촉을 방지하기 위해 유리 기판(101)에 대하여 작은 클리어런스(0.05-0.5mm)를 갖는 것이 방지된다.

평행빔(130A)을 반사하기 위한 평면 미러(131)와 유리 기판(101)은 X 방향으로 이동하는 기구를 갖는다(후에 상세히 기술하겠음).

먼저, 도 19a 및 도 19b를 참조하면, 단자 패턴(T112)은 고정된 유리 기판(101)을 갖는 포토마스크(110A)의 단자 패턴(T112) 위에서 평면 미러(131)를 이동하면서 포토마스크(110A)를 통해 유리 기판(101) 위로 광을 조사하는 것에 의해 유리 기판(101)상에 전사된다.

이 때, 평행빔(130A)의 조사 영역은 평행빔(130A)을 조사하기 위한 광원측의 광학 시스템에 의해 결정되고, 따라서 차광판(132)은 광을 조사할 필요가 없는 영역에 평행빔(130A)이 조사되는 것을 방지하기 위해 사용된다.

도 20a 및 도 20b를 참조하여, 포토마스크(110A)의 패턴(111)의 직선 패턴(111a)은 포토마스크(110A)의 패턴(111a) 중앙부 위로 고정된 평면 미러(131)를 갖는 X 방향으로 유리 기판(101)만을 이동하면서 유리 기판(110A) 상에 전사된다.

도 21a 및 도 21b를 참조하여, 패턴(111)의 직선 패턴(111a)이 유리 기판(101)상에 전사된 후, 단자 패턴(T111)이 상술한 위치내에 기판상에 전사되는 위치에 고정되는 유리 기판(101)을 갖는 포토마스크(110A)를 통해 유리 기판(101)상에 광을 조사하는 것에 의해 기판(110A)에 전사된다. 그 후, 평면 미러(131)는 X 방향으로 이동하고 정지한다.

상술한 동작을 통해, 도 15b에 도시된 포토마스크(110A)의 패턴(111)은 유리 기판(101)의 전체면 위에 일괄적으로 전사된다. 유리 기판(101) 및 평면 미러(131)는 도 19a, 19b, 20a, 20b, 21a 및 21b에서 이동가능함을 주목하기 바란다. 그러나, 도 19c, 20c 및 21c에 도시된 바와 같이, 예를 들어 포토마스크(110A)의 패턴(111)은 이동가능한 상술한 조사 영역을 갖는 유리 기판(101) 및 차광판(132) 을 이동하면서 그리고 평면 미러(131)를 고정하면서 일괄적으로 유리 기판(101)상에 유사하게 전사된다. 이 경우에, 평행빔(130A)의 조사 영역은 차광판(132)에 형성된 개구(132a)에 의해 결정된다.

이제, 상술한 방법을 수행하기 위한 포토마스크 위치맞춤 장치를 포함한 기판이동 노광장치는 도 22 내지 도 26을 참조하여 설명한다. 도 22 및 도 23은 기판이동 노광장치(140)의 평면도이고, 도 24 및 도 25는 각각 기판이동 노광장치(140)의 전면도 및 측면도이다. 또한, 도 26은 유리 기판(101)을 이동하는 방향으로 포토마스크(110A)의 위치맞춤과 관련하여 도시한 다이아그램이다.

도 22 내지 도 25를 참조하여, 본 실시예에 따른 기판이동 노광장치(140)는 프레임(141)위에서 X 방향으로 연장하는 레일(142)이 상술한 간격으로 이격되어 장치되어 있다. 레일(142)은 X 방향으로 이동할 수 있도록 유리 기판(101)을 유지 하기 위해 기판 홀더(145)를 갖는다. 볼 스크류(144)는 모터(143)에 의해 구동되는 기판 홀더(145) 및 프레임(141) 사이에 설치되고 그리하여 기판 홀더(145)는 볼 스크류(144)가 상술한 방향으로 회전하는 것과 같이 레일(142)을 따라 이동한다.

기판 홀더(145)는 유리 기판(101)의 표면내에 X, Y 및 θ 방향으로 위치를 조정하기 위한 X, Y 및 θ 조정 기구(145A)를 포함한다. 또한, 기판 마크(145a)는 기판 홀더(145)가 이동하는 방향으로 정확하게 검증하기 위해 형성된다.

기판 홀더(145) 위의 상술한 위치에, 마스크 홀더(146b) 및 마스크 홀더(146b)를 θ방향으로 미소 이동하는 기구(후술함)를 갖는 마스크 프레임(146b)이 설치된다.

마스크 프레임(146a)은 마스크 홀더(146b)에 의해 유지되는 포토마스크(110A) 및 기판 홀더(145)에 의해 유지되는 유리 기판(101) 사이에 거리를 조정하기 위해 마스크 프레임(146b)을 상승 또는 하강하기 위한 승강 유닛(149) 및 승강 유닛(149)에 의해 제어되는 승강 로드(147)를 갖는다.

포토마스크(110A)의 4 코너의 소정 위치에는 미리 유리 기판(101)과 포토마스크(110A)를 위치맞춤시키고 기판 홀더(145)에 평행하게 이동되는 것을 확인하기 위한 위치맞춤 마크(112)가 설치된다. 위치맞춤 마크(112)를 사용하여 기판 홀더(145)가 이동하는 방향을 조정하기 위해, 마스크 홀더(146b)는 마스크 프레임(146b)에 대하여 회전될 수 있도록 일단부에 회전축(146c)을 구비하고, 도면에서 L 및 R 방향으로 회전축(146c)에 대해 마스크 홀더(146b)를 회전시키기 위해 다른 단부에 회전 액츄에이터(148)을 구비한다.

포토마스크(110A)에서 형성되는 포토마스크 위치맞춤 마크(112) 및 기판 홀더(145)에 형성되는 기판 마크(145a)를 판독하기 위한 CCD 카메라가 X 방향으로 이동될 수 있는 X 방향 로드(151)에 의해 지지된다. 또, X 방향 로드(151)는 블록(155)을 통해 Y 방향 레일(152)에 의해 이동가능하게 지지된다. Y 방향 레일(152)은 마스크 프레임(146)에 고착된다.

도 26에 도시된 바와 같이 기판 홀더(145)의 이동 방향에 평행하도록 포토마스크(110A)를 조정하기 위해, 기판 마크(145a)의 이동에 의해 결정되는 기판 홀더(145)의 이동방향(도면에서 D로 표시된 방향)으로 포토마스크(110A)와 기판 마크(145a)의 직선 패턴(111)에 평행하게 형성되는 2개의 포토마스크 위치맞춤 마크(112) 사이에 거리가 측정되고, 마스크 홀더(146b)는 L1이 L2와 같도록 회전 액츄에이터를 사용하여 위치맞춤된다. 비록 포토마스크 위치맞춤 마크(112)가 마스크 홀더(146b)에서 포토마스크(110A)를 위해 사용되더라도, 위치맞춤은 기판 마크(145a)와 직선 패턴(111) 사이에 거리(도 26에 L1' 및 L2' 참조)를 측정하고 포토마스크(110A)의 직선 패턴(111)을 사용하여 수행될 수 있다.

이제, 상술한 평행빔(130A)을 조사하기 위한 평행빔 발생장치(130)는 도 27 및 도 28을 참조하여 설명한다. 도 27 및 도 28은 각각 평행빔 발생장치(130)을 도시한 평면도 및 측면도이다.

광원(138)으로부터 조사된 광은 집합 미러(138a)에 의해 위쪽으로 반사되고, 평면 미러(133)에 의해 운행 방향을 변경하며, 렌즈(134)의 집합체에 의해 집합된다. 렌즈(134)의 집합체로부터 나온 광은 평면 미러(135)에 의해 운행 방향을 변경하고, 곡면 미러(136)에 의해 상술한 조사 영역을 갖는 평행빔으로 전환한다. 그 후, 평행빔은 평면 미러(131)에 의해 반사되고 포토마스크(110A)에 의해 조사된다.

이제, 렌즈(134) 집합체의 구조는 도 29 내지 도 31을 참조하여 설명한다.

렌즈(134) 집합체의 구조는 렌즈 지지부재(134a)를 갖는다. 2개의 플라이 아이 렌즈(fly eye lens, 134b)는 병렬로 정렬되고, 광원(138)의 반대측에는 플라이 아이 렌즈(134b)의 측에 원통형 볼록렌즈(134c)가 정렬된다. 따라서, 플라이 아이 렌즈(134b)와 원통형 볼록렌즈(134c)가 조합되기 때문에, 광원(138)으로부터 조사된 광은 평면 방향(도 29에서 θ1으로 표시된 방향)으로 크게 연장되지만, 측면방향(도 30에서 θ2 방향으로 표시된 방향)으로는 크게 연장되지 않는 평행빔으로 전환한다. 그 결과, 원하는 조사 영역(도 27에서 크기 L x S 참조)을 갖는 평행빔을 얻을 수 있다.

상술한 기판 이동 노광장치 및 평행빔 발생장치(130)를 포함하는 노광 장치(300)의 전체 구조는 도 32 및 도 33을 참조하여 설명한다.

기판 이동 노광장치(140)의 반입측에, 유리 기판(101)을 기판 이동 노광장치(140)로 운반하기 위한 반입 스테이션(301) 및 노광 처리가 종료한 유리 기판(101)을 기판이동 노광장치(140)로부터 반출하기 위한 반출 스테이션(302)이 구비된다.

비록 반출입 스테이션(301, 302)에서 유리 기판(101)에 대한 운반 기구가 상세히 설명되어 있지 않지만, 통상 롤러 컨베이어가 수송에 사용될 수 있고 또는 기판 수송 포크 및 기판 리프트 핀을 사용한 수송 기구가 제1 실시예와 같이 사용될 수 있다.

포토마스크 스토커(303)는 복수개의 포토마스크를 저장하고, 원하는 포토마스크를 자동적으로 기판 이동 노광장치(140)에서 이동시키고 또 포토마스크를 꺼내어 저장하기 위해 반입 스테이션(301) 위에 구비된다. 포토마스크의 일부의 이동을 유리 기판 수송수단 및 기판 홀더의 이동 기구를 사용하여 수행될 수 있다.

더욱이, 평행빔 발생장치(130)는 기판 이동 노광장치(140) 및 반출 스테이션(302) 위에 구비된다. 따라서, 포토마스크 스토커(303) 및 기판 이동 노광장치(140)위에 평행빔 발생장치(130)를 제공하는 것에 의해, 노광 장치(300) 설치에 필요한 공간이 감소될 수 있다.

상술한 바와 같이, 상술한 구조를 갖는 노광장치(300)가 사용될 때, 제1 실시예의 노광 장치(100)와 유사한 기본 동작이 수행될 수 있고, 그 노광 장치(100)에서와 같은 효과 및 기능이 얻어질 수 있다.

여기에서, 비록 상술한 각 실시예에서 직선 패턴이 기판위에 전사되는 경우가 있지만, 2 또는 3 차원적으로 조합된 패턴이 다음 단계를 조합하는 것에 의해 기판위에 원하는 재료를 사용하여 형성될 수 있다: 포토마스크의 직선 패턴과는 다르거나 또는 평행한 방향으로 여러번 기판위에 포토마스크의 직선 패턴을 전사하는 단계와; 광학적으로 네거티브 또는 포지티브의 감광층을 기판에 형성하는 단계와; 동일한 물질을 사용하여 현상, 에칭 또는 막형성에 의해 박막을 형성하는 단계로 이루어진다.

또한, 다음 방법을 적용하는 것에 의해, 격자 형상의 패턴 또는 다각형 패턴이 기판에 형성될 수 있다.

도 34를 참조하면, 직선 패턴(104)이 전사되는 감광층을 갖는 기판(101E)이 유리 기판에 감광층위에 직선 패턴(122)을 갖는 포토마스크(110E)를 사용하여 상술한 실시예의 각각에 설명한 방법에 따라 형성된다.

그 후, 기판(101E)은 직선 패턴(104)이 전사되는 감광층 또는 직선 패턴(104)이 감광층에 전사된 후에 형성되는 다른 감광층에 대하여 90。 회전된다. 그 후, 패턴은 직선 패턴(123)을 갖는 포토마스크(110F)를 사용하여 전사된다.

상술한 노광 방법에서, 격자상(105) 패턴을 갖는 기판(101F)은 포지티브형의 레지스트막이 사용될 때, 그리고 네거티브형의 레지스트가 사용될 때 복수의 다각형 패턴(106)을 갖는 유리 기판(101G)이 사용된다.

더욱이, 본 발명은 격자상(105) 패턴을 갖는 상술한 기판(101F) 및 복수의 다각형 패턴을 갖는 기판(101G)의 형성에 제한되지 않는다. 도 36에 도시된 것같은 변형된 격자상(107) 패턴을 갖는 기판(101H) 또는 도 36에 도시된 것같은 돌기를 갖는 스트립상 패턴(108)을 갖는 기판(101J)은 다름 단계로 형성될 수 있다: 현상에 의해 제1 감광층에 전사된 패턴을 클리어하게 만드는 단계와; 현상에 의해 클리어해진 전사된 패턴을 갖는 제1 감광층위에 제2 감광층을 형성하는 단계와; 노광에 의해 제 2 감광층위에 제1 직선 패턴과 직교인 제2 직선 패턴을 전사하는 단계와; 제2 감광층우에 전사된 패턴을 클리어하게 하여 복수의 다각형 패턴의 격자상 패턴을 동일한 재료로 형성하는 단계로 이루어진다.

또, 상술한 각 실시예에서, 기판에 대하여 포토마스크를 상대적으로 이동하면서 패턴이 전사되기 때문에, 불순물등이 포토마스크에 고착되더라도 패턴으로서 기판 위에 전사되지 않는다. 그 결과, 포토마스크상에 불순물들에 관련된 문제는 제거되고, 그리하여 기판의 제품 수율이 향상된다.

상술한 각 실시예에서, 포토마스크상에 패턴은 직선 패턴으로서 유리 기판상에 원하는 층위에 전사되는 경우만 설명하였다. 본 발명은 이 경우로만 제한되는 것이 아니고, 직사각형상, 스트립상, 또는 다른 형상과 같은 다양한 형태의 패턴을 사용하여 유리 기판상에 원하는 층위에 전사될 수 있다.

상술한 실시예에서는 플라즈마 디스플레이에 사용되는 유리 기판상에 직선 패턴을 전사하는 것이 기술되었다. 그러나, 또는 실시예들은 노광 처리에 의해 제조할 어떤 제품 또는 선형 패턴을 갖는 인쇄회로기판에 적용될 수 있다.

본 발명은 상세하게 설명되고 도시되었지만, 단지 도면 및 실시예에 의해 제한되는 것이 아니고, 본 발명의 범위는 상술한 설명에서만 아니라, 특허청구의 범위에 의해 개시되는 것이 명백하다.

본 발명의 노광 장치 및 노광 방법에 따르면, 포토마스크(10A)에는 기판(1A)상에 전사할 길이가 단축된 직선부를 갖는 직선 패턴이 구비되어 소형 포토마스크를 사용하여 노광에 의해 기판상에 직선 패턴을 효율적으로 전사할 수 있도록 한다.

Claims

복수의 평행한 직선 패턴(11a) 또는 상기 직선 패턴(11a)의 적어도 일단부에 임의의 형상의 패턴이 구비된 포토마스크(10A)를, 감광재 층을 표면에 구비한 기판(1A)상에 근접하여 배치하고, 상기 포토마스크(10A)를 통하여 상기 기판(1A)에 광을 조사하는 것에 의해 기판(1A)상에 패턴(2)을 조사하기 위한 노광 장치에 있어서,

상기 포토마스크(10A)상의 상기 직선 패턴(11a)은 상기 기판(1A)에 전사되는 길이가 단축된 직선부를 갖고,

상기 포토마스크(10A) 및 상기 포토마스크(10A)를 통해 기판(1A)에 광을 조사하기 위한 광조사 장치(21, 22, 30, 32)는 상기 패턴(2)이 노광처리에 의해 기판(1A)상에 연속적으로 전사되는 동안, 기판을 포함한 소정 영역내에 X 및 Y 방향으로 상대적으로 이동 또는 정지될 수 있는 노광 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 포토마스크(10A)상의 패턴(11a)은 기판(1A)에 전사되는 직선 패턴(11a)과 직교하는 방향으로 임의의 부분으로 분할되는 노광 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 광은 포토마스크(10A)와 기판(1A) 사이에 구비되는 광시스템(21, 32)에 의해 기판(1A)상에 이미지를 형성하기 위해 상기 포토마스크(10A)를 통해 상기 포토마스크(10A)상에 상기 패턴(11a)에 조사되는 노광 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 기판(1A)상에 포토마스크(10A)상에 패턴(11a)을 전사하기 위한 광조사 장치(21, 30, 32)는 상기 포토마스크(10A)를 이동하기 위해 포토마스크 이동장치(200X, 200Y) 위에 설치되고 상기 포토마스크(10A)에 대하여 그리고 포토마스크(10A)를 따라 이동하는 노광 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 광조사 장치(22)는 상기 포토마스크(10A)를 이동하기 위한 포토마스크 이동장치(200X, 200Y) 밖에 설치되고, 상기 광조사 장치(22)로부터 나온 평행빔(20)은 상기 포토마스크(10A)와 기판(1A)에 도달하기 위해 반사 미러(21, 22)에 의해 편향되는 노광 장치.
제 5 항에 있어서, 반입구로부터 노광 위치까지 기판을 운반하기 위한 반입 구 컨베이어와, 상기 노광 위치로부터 반출구까지 기판을 운반하기 위한 반출 컨베이어를 포함하고,

상기 광조사 장치(21, 22, 30, 32)는 상기 기판을 운반하는 상기 반입 컨베이어 및 반출 컨베이어가 형성된 표면 위에 설치되는 노광 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 광조사 장치(22)의 광원으로서 레이저광이 사용되는 노광 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 포토마스크(10A)는 기판(1A)을 위치맞춤하기 위해 소정 위치에 포토마스크 위치맞춤 마크(12)를 포함하는 노광 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 포토마스크(10A)는 상기 포토마스크의 기판(1A)에 대한 X, Y 및 θ 방향의 위치맞춤을 위해 포토마스크 위치맞춤 기구(200a)를 포함하는 노광 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 기판(1A)을 유지하기 위한 기판 홀더(150)을 더 포함하며, 상기 기판 홀더(150)는 상기 포토마스크(10A)의 포토마스크 위치맞춤 기구(200a)에 대한 X, Y 및 θ 방향의 위치맞춤을 위해 위치맞춤 기구(100a)를 갖는 노광 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 포토마스크(10a) 및 기판(1A)은 포토마스크가 X 및 Y 방향으로 이동하고 기판은 고정된 상태에서, X 및 Y 방향으로 상대적으로 이동되는 노광 장치.
제 1 항에 있어서, 포토마스크(10A) 및 기판(1A)은 포토마스크가 X 및 Y 방향으로 이동하고 기판은 다른 X 및 Y 방향으로 이동하는 상태에서, X 및 Y 방향으로 상대적으로 이동되는 노광 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 포토마스크와 기판 사이에 소정 클리어런스를 유지하기 위해 클리어런스 측정 장치(50)와 클리어런스 조정 장치(200X)를 포함하는 노광 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 기판에 광의 조사 영역의 크기를 변경하기 위한 기구(30a, 30b, 30c)를 포함하는 노광 장치.
제 1 항에 의한 노광 장치를 사용한 노광 방법에 있어서, 상기 기판에 직교하는 방향으로 노광 처리를 행하여 격자상 패턴을 형성하는 노광 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 패턴 및 상기 포토마스크는 분할 패턴을 제공하기 위해 상기 직선 패턴과 직교하는 방향으로 임의의 부분으로 분할되고, 상기 패턴은 상기 인접한 분할 패턴 사이에 거리를 적당하게 조정하기 위해 노광시 상기 기판상에 전사되는 노광 방법.
복수의 평행한 직선 패턴(110a) 또는 상기 직선 패턴의 적어도 일단부에 임의의 형상의 패턴이 구비된 포토마스크(110A)를, 감광재 층을 표면에 구비한 기판상에 근접하여 배치하고, 상기 포토마스크(110A)를 통하여 상기 기판(101A)에 패턴을 조사하는 것에 의해 기판상에 패턴을 조사하기 위한 노광 장치에 있어서,

상기 포토마스크(111A)상의 상기 직선 패턴(110a)은 상기 기판(101A)에 전사되는 길이가 단축된 직선부를 갖고,

상기 포토마스크(110A)를 통해 상기 기판(101A)에 광을 조사하기 위해 소정 영역을 갖는 평행빔과, 상기 기판(101A)을 유지하는 기판 홀더는 상기 포토마스크(110A)에 직선 패턴과 평행한 방향으로 이동 또는 정지되는 기능을 갖고,

상기 포토마스크(110A)의 직선 패턴의 적어도 일단부에 임의 형상 패턴(T111, T112)은 상기 포토마스크(110A)에 대하여 소정 위치에 고정된 상기 기판(101A)에 평행빔을 이동하거나 정지하면서 상기 포토마스크를 통해 상기 기판(101A)에 광을 전사하는 것에 의해 상기 기판(101A)에 전사되고,

상기 포토마스크(110A)의 직선 패턴은 상기 포토마스크(110A)에 고정된 상기 평행빔을 임의의 속도로 상기 기판(101A)을 이동하고, 그리하여 길이가 단축된 직선부를 갖는 상기 포토마스크(110A)상의 직선 패턴은 소정 길이를 갖기 위해 연장되는 노광 장치.
제 17 항에 있어서, 상기 평행빔에 의해 상기 포토마스크(110A)상에 광을 조사할 영역은 상기 평행빔을 조사하는 광원의 광시스템 및 광 투과 윈도우를 갖는 차광판의 어느 하나에 의해 결정되는 직사각형이고,

상기 포토마스크(110A)의 직선 패턴(111a)에 평행한 광으로 조사할 영역측 길이는 상기 직선 패턴(111a)보다 짧거나 거의 같고, 상기 직선 패턴(111a)에 직교하는 광으로 조사할 영역측의 길이는 상기 패턴이 상기 기판(101A)상에 동일한 방향으로 집합하여 전사되는 노광 장치.
제 17 항에 있어서, 상기 포토마스크(110A)는,

표면을 포함한 평면에서 θ 방향으로 미동하기 위한 미동수단(148)과;

상기 포토마스크(110A)의 직선 패턴에 평행하게 구비되고 그 사이에 임의의 간격을 갖는 2개의 포토마스크 위치맞춤 마크 및 상기 포토마스크(110A)의 직선 패턴중 어느 하나와, 직진 레일에 의해 인도되는 상기 기판 홀더(145)에 설치되는 1개의 기판 홀더(145) 위치맞춤 마크 사이에서 포토마스크의 직선 패턴과 거의 직교한 방향으로 기판 홀더(145)를 이동하고 거리를 측정하는 것에 의해 기판 홀더(145)의 이동방향이 상기 포토마스크(110A)의 직선 패턴과 평행하고 상기 포토마스크(110A)의 직선 패턴에 평행하게 이동하도록 상기 미동수단(148)을 제어하기 위한 제어 수단을 포함하는 구동 장치.
제 17 항에 있어서, 상기 포토마스크의 상기 포토마스크 위치맞춤 마크와 상기 기판 위치맞춤 마크가 각각 포토마스크(110A)에 대하여 기판(101A)을 이동하는 것에 의해 거의 위치맞춤되는 상태에서, 상기 포토마스크 위치맞춤 마크와 상기 기판 위치맞춤 마크의 위치 변위량에 근거하여, 포토마스크 위치맞춤 마크에 대응하는 기판 위치맞춤 마크와 상기 포토마스크(110A)의 복수의 포토마스크 위치맞춤 마크를 동시 판독하고, 또한 상기 포토마스크(110A)와 상기 기판(101A)의 위치맞춤을 위해 X, Y 및 θ 방향으로 기판을 이동하는 것에 의해 상기 기판(101A)에 대해 상기 포토마스크(110A)를 위치맞춤하기 위한 위치맞춤 제어수단을 포함하는 노광 장치.
제 17 항 내지 제 20 항중의 어느 한 항에 의한 노광 장치를 사용한 노광 방법에 있어서,

포토마스크의 직선 패턴과는 다르거나 또는 평행한 방향으로 여러번 기판 위에 포토마스크의 직선 패턴을 전사하는 단계와;

광학적으로 네거티브 또는 포지티브의 감광층을 기판에 형성하는 단계와;

동일한 물질을 사용하여 현상, 에칭 또는 막형성에 의해 박막을 형성하는 단계를 조합하는 것에 의해 상기 기판 위에 원하는 재료를 사용하여 2 또는 3차원적으로 조합된 패턴을 형성하기 위한 노광 방법.
제 17 항 내지 제 20 항중의 어느 한 항에 의한 노광 장치를 사용한 노광 방법에 있어서,

상기 포토마스크의 제1 직선 패턴을 상기 기판상에 제1 감광층상에 전사, 현상, 에칭 등의 단계에 의해 원하는 재료에 의한 패턴을 형성하는 단계는

적어도 현상에 의해 상기 제1 감광층 위에 전사된 패턴을 클리어하게 만드는 단계와;

클리어한 전사 패턴을 갖는 제1 감광층위에 제2 감광층을 형성하고, 노광에 의해 제 2 감광층위에 제1 직선 패턴과 직교인 제2 직선 패턴을 전사하며, 제2 감광층 위에 전사된 패턴을 현상에 의해 클리어하게 하는 단계에 의해 격자상 패턴 또는 복수의 다각형 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 노광 방법.
표면에 감광재의 층을 갖는 기판 근처에 소정 형상의 패턴을 갖는 포토마스크를 배치하고, 상기 포토마스크를 통해 상기 기판상에 광을 조사하는 것에 의해 기판상에 패턴을 전사하기 위한 노광 장치에 있어서,

상기 포토마스크 및 상기 포토마스크를 통해 기판에 광을 조사하기 위한 광조사 장치는 상기 기판을 포함하는 소정 영역에 X 및 Y 방향으로 상대적으로 이동 또는 정지할 수 있고,

상기 기판상에 전사할 패턴은 상기 기판에 대하여 포토마스크를 상대적으로 이동 또는 정지하면서 상기 기판상에 연속적으로 전사되는 노광 장치.