KR20050046221A - 진공을 이용한 대면적 마스크 고정장치 및 그를 이용한노광장치와 노광방법 - Google Patents

진공을 이용한 대면적 마스크 고정장치 및 그를 이용한노광장치와 노광방법 Download PDF

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Abstract

진공을 이용한 대면적 마스크 고정장치 및 그를 적용한 노광장치와 노광방법이 개시된다. 그러한 대면적 마스크 고정장치는 적어도 하나 이상의 진공홀을 구비하는 흡착 글래스와, 일정 패턴을 가지며 상기 흡착 글래스 저면에 부착되는 마스크와, 상기 흡착 글래스와 상기 마스크의 사이에 소정의 공간이 형성되도록 하는 흡착패드를 포함하며, 상기 진공홀을 통하여 상기 공간내의 공기를 외부로 배출시킴으로써 상기 마스크를 안정적으로 흡착 글래스에 고정시킬 수 있다.

Description

진공을 이용한 대면적 마스크 고정장치 및 그를 이용한 노광장치와 노광방법{APPARATUS FOR FIXING MASK BY VACUUM AND EXPOSURE METHOD OF THE SAME}
본 발명은 대면적 마스크의 고정장치 및 그를 이용한 노광장치와 노광방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진공을 이용하여 마스크를 안정적으로 지지함으로써 마스크의 평탄도를 향상시켜 패터닝 정밀도를 높일 수 있는 대면적 마스크의 고정장치 및 그를 이용한 노광장치 및 노광방법에 관한 것이다.
현재, 액정 표시 장치(Liquid crystal display)와 같은 평판 디스플레이 장치는 퍼스널 컴퓨터, 나아가 텔레비전에 이르기까지 다양한 영역으로 이용분야가 확대되고 있다. 이러한 액정 표시 장치는 알려진 바와 같이, TFT(Thin film transistor) 기판과, 컬러 필터 기판 및 그 사이의 액정층으로 구성된다. 여기서, 각 기판상에 배치되는 각 구성 요소 예를 들어, TFT, 화소 전극 및 컬러 필터들은 공지의 포토리소그라피 공정에 의하여 제작되고 있다.
한편, 종래의 액정 표시 장치는 그 크기가 대형화됨에 따라, 이에 부응하여 기판 사이즈 및 기판상의 각 구성요소를 패터닝하기 위한 마스크의 크기 역시 대형화되는 추세이다.
이러한 대형화된 마스크, 즉 대면적 마스크의 경우 그 크기로 인하여 처짐 현상 등의 발생함으로써 노광시 마스크의 형상이 기판에 정확하게 일치시키는 것이 곤란하다.
따라서, 이러한 불일치를 극복하기 위하여 대면적 마스크를 고정하기 위한 별도의 고정수단가 포함된 노광시스템이 개발되고 있는 추세이다.
이러한 노광 시스템은 도1 에 개략적으로 도시된 바와 같이, 광을 조사하는 광원(1)과, 상기 광원(1)의 하부에 배치되며 일정한 패턴(Pattern;3)이 형성되는 마스크(Mask;5)와, 상기 마스크(5)를 지지하기 위한 다수개의 바(bar;4)와, 상기 마스크(5)를 통과한 광에 의하여 소정의 패턴이 형성되는 액정 표시 장치용 디스플레이 기판(8)을 적치하는 적치대(9)를 포함한다.
이와 같은 노광장치에 있어서, 광원(1)으로부터 조사된 광은 마스크(5)의 투명 글래스(2) 및 패턴(3)을 투과하며, 이 과정에서 패턴(3)에 의하여 차단되는 부분과 투과하는 부분으로 구분되며, 마스크(5)를 투과한 부분의 광은 디스플레이 기판(8)에 도달한다.
그리고, 디스플레이 기판(8)에 식각공정 등에 의하여 일정한 패턴을 형성하게 된다.
그러나, 이와 같이 다수개의 바에 의하여 대면적 마스크를 지지하는 방법은 점차로 대형화되어 가는 마스크를 지지하는 것에는 근본적인 한계가 있다.
또한, 조사된 광이 마스크를 투과하는 과정에서, 다수개의 바에 의하여 굴절됨으로써 패터닝 정밀도를 저하시키는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 진공방식을 적용함으로써 별도의 지지부재 없이 대면적 마스크를 효율적으로 지지할 수 있는 대면적 마스크 고정장치 및 그를 적용한 노광장치와 노광방법을 제공하는데 있다.
또한, 별도의 지지부재 없이 대면적 마스크를 고정할 수 있음으로 광의 굴절을 방지하여 패터닝 정밀도를 높일 수 있는 대면적 마스크 고정장치 및 그를 적용한 노광장치와 노광방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 본 발명은 적어도 하나 이상의 진공홀을 구비하는 흡착 글래스와, 일정 패턴을 가지며 상기 흡착 글래스 저면에 부착되는 마스크와, 상기 흡착 글래스와 상기 마스크의 사이에 소정의 공간이 형성되도록 하는 흡착패드를 포함하는 마스크 고정장치를 제공하며, 상기 마크스 고정장치는 상기 진공홀을 통하여 상기 공간내의 공기를 외부로 배출시킴으로써 상기 마스크를 안정적으로 흡착 글래스에 고정시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대면적 마스크 고정장치를 상세하게 설명한다.
도2 및 도3 에 도시된 바와 같이, 본 발명이 제안하는 노광장치는 광을 조사하는 광원(10)과, 상기 광원(10)의 하부에 배치되며 일정한 패턴(Pattern)이 형성되는 마스크(Mask;18)를 고정하기 위한 마스크 고정수단(12)과, 상기 마스크(18)를 통과한 광에 의하여 소정의 패턴이 형성되는 액정 표시 장치용 디스플레이 기판(20)을 적치하는 적치대(25)를 포함한다.
이러한 구조를 갖는 노광장치에 있어서, 상기 마스크 고정수단(12)은 적어도 하나 이상의 진공홀(28)이 형성된 투명한 재질의 흡착 글래스(14)와, 일정 패턴을 가지며 상기 흡착 글래스(14)의 저면에 부착되는 마스크(18)와, 상기 흡착 글래스(14)와 마스크(18)의 사이에 소정의 공간이 형성되도록 하는 흡착패드(16)로 이루어진다.
상기 흡착 글래스(14)는 투명한 재질로 형성되며, 바람직하게는 석영, 유리, 혹은 소라다임 등의 재질로 형성된다. 따라서, 광원(10)으로부터 조사된 광을 효율적으로 투과시킬 수 있다.
그리고, 상기 흡착 글래스(14)의 일정 위치, 바람직하게는 테두리에는 적어도 하나 이상의 진공홀(28)이 형성되며, 이러한 진공홀(28)은 홈(15)에 의하여 서로 연결됨으로써 공기가 연통가능하다. 또한, 상기 진공홀(28)에는 후술하는 바와 같이 진공펌프(도시안됨)가 연결됨으로써 진공작업을 실시할 수 있다.
상기 마스크(18)는 투명 기판, 예를 들어 자외선이 투과될 수 있는 물질로 형성된 기판 혹은 석영 기판을 포함한다. 이 마스크(18)의 표면에는 기판에 조사되는 광을 일정한 형태로 차단하기 위한 소정의 광차단 패턴이 형성된다.
따라서, 이러한 마스크(18)를 투과한 광은 상기 광차단 패턴의 형태와 동일한 형상으로 기판(20)상에 조사됨으로써 노광과정을 진행할 수 있다.
상기 노광과정은 마스크의 형태에 따라서 감광성 수지막을 패터닝하기 위한 포토레지스트 공정에 사용될 수 있으며, 또한 도 2에 도시된 바와 같이 액정(24)을 사이에 두고 TFT 기판(22)과 컬러필터 기판(21)을 합착하기 위해 사용되는 씨일재(23)를 경화시키는 목적으로 사용할 수도 있다.
다음, 상기 흡착패드(16)는 상기 흡착 글래스(14)의 테두리를 따라 부착될 수 있다. 즉, 상기 흡착패드(16)의 상면은 흡착 글래스(14)의 저면에 부착되며, 그 하면에는 마스크(18)가 일체로 부착된다.
따라서, 상기 흡착패드(16)에 의하여 상기 흡착 글래스(14)와 마스크(18)의 사이에는 일정한 공간(30)이 형성된다.
이와 같은 상태에서, 상기 진공홀(28)을 통하여 진공펌프(도시안됨)를 연결하고 진공작업을 실시함으로써 이 공간(30)의 공기가 상기 진공홀(28)을 통하여 외부로 배출됨으로써 진공이 형성될 수 있다.
결과적으로, 이러한 진공에 의한 흡입력으로 인하여 마스크(18)가 흡착 글래스(14) 방향으로 당겨짐으로서 안정적으로 지지될 수 있다.
그리고, 진공 작업시, 공간(30)의 중심부에 있는 공기가 진공홀(28)까지 이동하여 외부로 배출되므로 공기의 이동시간이 많이 소요될 수 있음으로, 이러한 공기의 이동시간을 단축하기 위하여, 도4 에 도시된 바와 같이, 가로 및 세로 방향으로 홈(37)을 형성할 수도 있다. 즉, 흡착 글래스(34)의 저면에 가로 및 세로방향으로 홈(37)을 형성하고, 이 홈(37)들이 진공홀(38)에 연결되도록 형성한다.
따라서, 진공홀(38)에 진공펌프를 연결하여 진공작업을 실시하는 경우 흡착 글래스(34)와 마스크(18;도2)의 사이 공간(30;도2)에 채워진 공기가 이 가로 및 세로방향의 홈(37)을 통하여 조속하게 이동하게 되고 진공홀(38)을 통하여 외부로 배출된다.
또한, 이러한 홈(37)들은 도5 에 도시된 바와 같이, 대각선 방향으로도 형성될 수 있다. 즉, 흡착 글래스(44)의 저면에 홈(47)을 대각선 방향으로 형성함으로써 진공홀(48)에 연결한다.
따라서, 진공홀(48)에 진공펌프(도시안됨)를 연결하여 진공작업을 실시하는 경우 흡착 글래스(44)와 마스크(18;도2)의 사이 공간(30;도2)에 채워진 공기가 이 대각선 홈(47)을 통하여 빠르게 이동하게 되고 진공홀(48)을 통하여 외부로 배출된다.
한편, 상기 흡착패드(16;도2)는 도3 에 도시된 바와 같이, 흡착 글래스(14;도2)의 테두리를 따라 배치될 수도 있으나, 상기 홈(37,47) 대신 흡착패드를 배치함으로써 진공작업을 실시할 수 있다.
즉, 도6 에 도시된 바와 같이, 흡착 글래스(54)에 부착되는 흡착패드(57)는 테두리뿐만 아니라 가로 및 세로 방향으로도 부착할 수 있다.
즉, 흡착패드(57)를 흡착 글래스(54)의 중심으로부터 가로 및 세로 방향으로 부착할 수 있다. 이때, 상기 흡착패드(57)는 자외선 투과물질로 투명재질로 형성되어 있다. 이러한 흡착패드(57)를 통하여 진공을 빠른 시간 내에 형성할 수 있다.
(삭제)이와 같은 형태의 부착으로 인하여 흡착 글래스(54)와 마스크(18;도2) 사이의 부착력을 높임으로써 진공홀(58)을 통한 고진공의 경우에도 고정상태를 유지할 수 있다.
상기 흡착패드는 또한 도7 에 도시된 바와 같이, 흡착 글래스(64)의 저면에 대각선 방향으로도 부착될 수 있다.
즉, 자외선 투과재질의 흡착패드(67)를 흡착 글래스(64)의 테두리 혹은 대각선 방향으로 부착할 수 있다.
이하, 상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 마스크 고정장치(12)를 이용하여 노광공정을 진행하는 방법을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
도8 및 도9 에 도시된 바와 같이, 디스플레이 기판에 대한 노광작업을 실시하는 경우, 먼저, 마스크 고정장치(12)를 셋팅하는 단계(S100)가 진행된다. 즉, 이 단계(S100)에서는 진공홀(28)이 형성된 흡착 글래스(14)를 노광작업을 위하여 고정지그(11)에 위치시킨다. 이때, 고정지그(11)가 정확한 위치에 배치된 상태이므로 흡착 글래스(14)를 고정지그(11)상에 단순히 안착하는 공정에 의하여 셋팅이 완료될 수 있다. 상기 흡착 글래스(14)에는 흡착패드(16)가 부착되어져 있다.
따라서, 후공정에서 마스크(18)가 이 흡착패드(16)에 의하여 흡착 글래스(14)에 일체로 부착될 수 있다.
상기 단계(S100) 후, 마스크(18)를 노광위치로 정열시키는 단계(S110)가 진행된다. 즉, 통상적인 구조의 로봇(70)이 구동함으로써 마스크(18)를 고정지그(11)의 하부로 이동시켜 노광 위치로 정렬한 다음, 상기 마스크(18)가 상기 흡착 패드(16)상에 닿을 수 있도록 한다. 상기 흡착글래스(14)와 상기 마스크(18)는 상기 흡착 패드(16)에 의해 일정 공간(30)이 형성되어 있다.
다음, 마스크를 흡착하는 단계(S120)가 진행된다. 상기 단계(S120)에서는 흡착 글래스(14)에 형성된 진공홀(28)에 진공펌프(도시안됨)를 연결하여 진공작업을 진행한다.
상기 진공홀(28)을 통하여 공간(30)의 내부공기를 외부로 배출시키게 되면, 공간(30)의 내부는 저기압 상태가 되므로 상기 마스크(18)가 이 저기압에 의하여 흡착 글래스(14) 방향으로 당겨지며, 이때 흡착 글래스(14)의 저면에는 흡착패드(68)가 부착된 상태이므로 마스크(18)가 흡착 글래스(14)에 일체로 부착된다.
이와 같은 진공 흡착 단계(S120)가 완료된 후, 기판(20)을 광조사 위치로 이송하게 된다(S130). 즉, 로봇 등 별도의 이송부재(도시안됨)에 의하여 기판(20)이 디바이스(Device;25)로 이송되고, 디바이스(25)가 상승함으로써 기판(20)이 노광위치에 배치된다.
기판(20)이 노광위치에 배치되면, 광원(10)으로부터 빛을 조사하는 단계가 진행된다. 즉, 광원(10)으로부터 광을 조사하면, 광이 마스크(18)를 투과하게 되고, 이 과정에서 마스크(18)에 형성된 패턴에 의하여 일부는 투과되고 일부는 흡수된다.
마스크(18)를 투과한 광은 디스플레이 기판(20)에 도달함으로써 노광공정을 통하여 씨일재를 경화시킬 수 있다.
이와 같이 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 대면적 마스크의 고정장치 및 방법은 별도의 지지부재 없이도 진공압에 의하여 마스크를 안정적으로 지지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 마스크를 지지하는 부재가 없음으로 마스크를 투과하는 광의 굴절을 방지함으로써 패터닝 정밀도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
그리고, 마스크를 로봇에 의하여 노광위치로 이송하여 작업함으로써 작업공정이 간편하고 작업시간이 단축되는 장점이 있다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
도1 은 종래의 대면적 마스크 고정장치를 도시하는 단면도.
도2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대면적 마스크 고정장치가 구비된 노광시스템을 도시하는 단면도.
도3 은 도2 에 도시된 마스크 고정장치의 흡착 글래스에 형성된 홈의 일 실시예를 도시하는 저면도.
도4 는 도2 에 도시된 마스크 고정장치의 흡착 글래스에 형성된 홈의 다른 실시예를 도시하는 저면도.
도5 는 도2 에 도시된 마스크 고정장치의 흡착 글래스에 형성된 홈의 또 다른 실시예를 도시하는 저면도.
도6 은 도2 에 도시된 마스크 고정장치의 흡착 글래스에 패드를 부착하는 일 실시예를 도시하는 저면도.
도7 은 도2 에 도시된 마스크 고정장치의 흡착 글래스에 패드를 부착하는 다른 실시예를 도시하는 저면도.
도8 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마스크 고정장치가 적용된 노광공정을 개략적으로 도시하는 도면.
도9 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마스크 고정장치가 적용된 노광공정을 도시하는 순서도.

Claims (14)

  1. 적어도 하나 이상의 진공홀을 구비하는 흡착 글래스와,
    일정 패턴을 가지며 상기 흡착 글래스 저면에 부착되는 마스크와,
    상기 흡착 글래스와 상기 마스크의 사이에 소정의 공간이 형성되도록 하는 흡착패드를 포함하며,
    상기 진공홀을 통하여 상기 공간내의 공기를 외부로 배출시킴으로써 상기 마스크를 안정적으로 흡착 글래스에 고정시킬 수 있는 마스크 고정장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 흡착 글래스는 석영, 유리, 혹은 소라다임 재질중 선택적으로 어느 하나를 포함하는 마스크 고정장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 흡착 글래스의 저면에는 가로 및 세로 방향으로 홈이 형성되어 상기 진공홀에 연결되는 마스크 고정장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 흡착 글래스의 저면에는 대각선 방향으로 홈이 형성되어 상기 진공홀에 연결되는 마스크 고정장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 흡착 글래스 및 상기 흡착 패드는 투명한 재질의 자외선 투과성 물질로 형성되는 마스크 고정장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 흡착패드는 상기 흡착 글래스 저면에 가로 및 세로 방향으로 부착되는 마스크 고정장치.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 흡착패드는 상기 흡착 글래스 저면에 대각선 방향으로 부착되는 마스크 고정장치.
  8. 디스플레이 기판이 안착되는 적치대;
    상기 적치대 상부에 탈착 가능하게 배치되며, 진공홀을 통해 진공라인이 연결된 흡착 글래스;
    상기 흡착 글래스를 지지하는 고정지그; 및
    상기 흡착 글래스 상부에 배치되는 광원을 포함하여,
    마스크가 상기 흡착 글래스 하부로 위치하면 상기 진공라인을 통해 마스크를 흡착 고정하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 흡착 글래스는 상기 진공홀과 연결된 홈을 포함하여 이루어지는 노광장치.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 흡착 글래스는 상기 마스크와 소정의 공간을 갖도록 그 저면에 흡착패드를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  11. 고정지그에 진공홀을 구비한 흡착글래스가 지지되어 있는 노광장치를 이용한 노광방법으로서,
    일정 패턴을 갖는 마스크를 상기 흡착글래스 저면에 근접하도록 정렬시키는 단계와,
    상기 흡착글래스의 진공홀을 통해 상기 마스크를 흡착하는 단계와,
    상기 마스크를 통해 기판에 광을 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 마스크를 정렬시키는 단계에서는 로봇에 의하여 마스크를 광 조사위치로 이송시키는 노광방법.
  13. 제11 항에 있어서, 상기 흡착글래스는 상기 진공홀과 연결된 홈을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 노광방법.
  14. 제 11항에 있어서, 상기 흡착 글래스는 상기 마스크와 소정의 공간을 갖도록 그 저면에 흡착패드를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
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