JP2005258437A - 露光装置及び方法 - Google Patents

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Abstract


【課題】露光装置及び露光方法を提供する。
【解決手段】露光装置は、光を提供する光学システムと、光の経路上に配置されたマスク本体、マスク本体の第1領域上に配置された第1光透過パターン及び第1領域と隣接するマスク本体の第2領域上に配置された第2光透過パターンを有し第1方向に移送されるマスクと、光学システムとマスクとの間に介在され、第1及び第2領域の境界にそれぞれ整列される第1側面及び第2側面にそれぞれ形成された乱反射防止部を有する光吸収部材と、第1及び第2光透過パターンを通過した光と反応する感光膜を有する基板が搭載されマスクと共に第1方向に移送される基板プレートと、を含む。これにより、基板により優秀なフォトレジストパターンを形成することができる。
【選択図】 図1

Description

本発明は露光装置及び露光方法に関し、より具体的には、本発明はエッチングマスクなどで使用されるフォトレジストパターンの品質を向上させた露光装置及び方法に関する。
一般に、データを処理するために大部分の情報処理装置は電気的信号形態を有する結果データを視覚的に表示するための表示装置を有する。
表示装置は、例えば、液晶表示装置、有機電界発光表示装置及びプラズマ表示装置などが代表的である。
これらの表示装置は、例えば、共通的に基板に形成された薄膜トランジスタなどを用いて画像を表示する。
薄膜トランジスタは共通的にゲート電極、チャンネルパターン、ソース電極及びドレイン電極を含む。ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極は金属薄膜をパターニングして形成され、チャンネルパターンはアモルファスシリコン薄膜のような半導体薄膜をパターニングして形成される。
薄膜トランジスタのゲート電極、チャンネルパターン及びドレイン電極を製造するために、金属薄膜または半導体薄膜はフォトリソグラフィ工程によってパターニングされる。
フォトリソグラフィ工程はフォトレジストフィルム塗布工程、露光工程、現像工程及びエッチング工程を含む。これらのうち、フォトレジストフィルムに局部的に光を提供する露光工程は露光装置によって実施される。
露光装置はスキャン方式露光装置とステッパー方式露光装置が代表的である。スキャン方式露光装置は光学システム、マスク及び基板が搭載される基板プレートを含む。
基板プレートの上部にはマスクが配置され、マスクの上部には光学システムが配置される。反対に、光学システムから発生された光はマスクを通じて基板に照射される。
基板に形成されたフォトレジストフィルムに局部的に光を提供するために、整列された基板及びマスクは共に移送され、移送されるマスクには光学システムから発生された光が照射される。
一方、マスクは、例えば、薄膜トランジスタを形成するためのアクティブパターン及びアクティブパターンを基板の指定された位置に整列させるための整列キーパターンを含む。
スキャン方式露光装置の場合、整列キーパターン及びアクティブパターンが光によって干渉されないようにするために、マスクの上部または下部にはマスクブラインドが配置される。マスクブラインドは整列キーパターンに光が照射される途中でアクティブパターンに光が照射されないようにする。また、マスクブラインドはアクティブパターンに光が照射される途中に整列キーパターンで光が照射されないようにする。
しかし、従来のマスクブラインドを使用したスキャン方式露光装置は、マスクブラインドのエッジで光が乱反射されフォトレジスト薄膜の露光不良が深刻に発生し、多量のパーティクルを発生させるという問題点を有する。
従って、本発明はこのような従来の問題点を勘案したもので、本発明の第1目的は露光不良を減少させた露光装置を提供することにある。
本発明の第2目的は前記露光装置による露光方法を提供することにある。
このような本発明の第1目的を具現するために、本発明による露光装置は光学システム、マスク、光吸収部材及び基板プレートを含む。光学システムはフォトレジスト薄膜を露光するに必要な光を発生する。マスクは、光の経路上に配置されたマスク本体、マスク本体の第1領域上に配置された第1光透過パターン及び第1領域と隣接したマスク本体の第2領域上に配置された第2光透過パターンを有し第1方向に移送される。光吸収部材は、光学システムとマスクとの間に介在され、第1及び第2領域の境界にそれぞれ整列される第1側面及び第2側面にそれぞれ形成された乱反射防止部を有する。基板プレートは、第1及び第2光透過パターンを通過した光と反応する感光膜を有する基板が搭載されマスクと共に第1方向に移送される基板プレートを含む。
また、本発明の第2目的を具現するために、本発明による露光方法は第1領域上に配置された第1光透過パターン及び第1領域と隣接する第2領域上に配置された第2光透過パターンを有するマスクで基板に形成された感光膜を露光するために、第2領域がカバーできるように光吸収部材の第1乱反射防止部を第1及び第2領域の境界に整列する。続いて、第1光透過パターンと通じて第1領域に選択的に光を照射する。次に、第1領域がカバーできるように光吸収部材の第2側面に形成された第2乱反射防止部を境界に整列する。第2光透過パターンを通じて第2領域に選択的に光を照射する。
本発明によると、基板に形成されたフォトレジスト薄膜上に互いに異なる2つのフォトレジストパターンを形成するとき使用される光吸収部材の側面を乱反射防止処置するか光吸収部材の側面に乱反射防止部材を形成してフォトレジスト薄膜に乱反射された光が照射されパターン不良が発生することを防止する。
以下、図面を参照して本発明の望ましい一実施形態をより詳細に説明する。
(露光装置)
図1は本発明の一実施形態による露光装置を示す斜視図である。図2は図1に示された露光装置の概略図である。
図1に示すように、露光装置600は光学システム100、マスク200、光吸収部材300及び基板プレート400を含む。
図2に示すように、マスク200及び基板プレート400に向かう光を発生させるための光学システム100は光源110を含む。光源110はランプ112を含むことができ、ランプ112から発生した光は集光ミラー114によって集光される。集光ミラー114はランプ112から発生した光を集光するために楕円鏡形状を有する。
集光ミラー114で集光された光は反射ミラー120によって指定された方向に反射される。反射ミラー120に反射された光は露光に適合した波長をフィルタリングするフィルタ125を通過する。フィルタ125を通過した光は光分割装置130に入射され、光分割装置130によって光は互いに異なる経路、例えば、5〜7個の互いに異なる経路に出射される。本実施形態においては、光分割装置130で分割された光のうちいずれか一つが示されている。
光分割装置130で分割された光は、露光量制御フィルタ135にそれぞれ印加される。露光量制御フィルタ135は光分割装置130から分割された光の露光量をそれぞれ制御する。参照符号140は露光量制御フィルタ135を駆動する駆動モジュールである。
露光量制御フィルタ135から分割された各光は光分割装置130と露光量制御フィルタ135との間に配置された光シャッター領域145aを通過する。光シャッター領域145aには光シャッター145が配置され、分割された各光は光シャッター145によって光シャッター145aを通過するか遮断される。
露光量制御フィルタ135及び光シャッター領域145aを通過した光はリレーレンズ150及びフライアイレンズ155及び集光レンズ160を順序に通過する。フライアイレンズ155は露光量制御フィルタ135を通過した光の照度を均一に調節する。
図2の参照符号135aは露光量制御フィルタ135を通過した光をモニタリングするための光の一部をサンプリングするハフミラーであり、参照符号135bはサンプリングされた光を検出する検出器である。参照符号165は露光量制御装置を制御するための制御装置である。
光学システム100で出射された複数個の光は、例えば、平面から見たとき梯形形状にマスク200に投影される。梯形形状を有する複数個の光がマスク200に相互にジグザグ形態に形成される。このとき、マスク200に投影された光の斜面は相互に向き合うように配置され、斜面は平面上で相互に向き合うように配置される。
これに加えて、光学システム100は各光に対応する投影モジュール170をさらに含み、投影モジュール170はマスク200と基板プレート400との間に介在される。投影モジュール170はマスク200を通過した光の位置を精密に調整する。
図3は図1に示されたマスク及び光吸収部材を示す平面図である。
図2及び図3に示すように、マスク200は基板プレート400に配置された基板410と実質的に同一の形状を有する。例えば、基板410が長方体形状を有する場合、マスク200も長方体形状を有する。
マスク200はマスク本体210、第1光透過パターン220及び第2光透過パターン230を有する。
マスク本体210は第1領域201及び第2領域202を含む。第1領域201及び第2領域202は図3に示された第1方向(マスク200の長手方向に延びる方向を言う)と平行に配置される。望ましくは、第2領域202は第1領域201の両側に配置されることができる。
第1領域201には第1光透過パターン220が配置され、第2領域202には第2光透過パターン230がそれぞれ配置される。
本実施形態において、第1領域201に配置された第1光透過パターン220は画像を表示するためのアクティブパターンである。例えば、第1光透過パターン220は液晶表示装置の薄膜トランジスタ、透明な画素電極、ブラックマトリックス、カラーフィルターパターンなどを形成するためのパターンを有する。
本実施形態において、第2領域202に配置された第2光透過パターン230は第1光透過パターン220を整列するための整列パターンである。例えば、第2光透過パターン230は液晶表示装置の薄膜トランジスタを形成するための整列キー、画素電極を形成するための整列キー、ブラックマトリックスを形成するための整列キー、カラーフィルターパターンを形成するための整列キーを含むことができる。
第1光透過パターン220は第1平面積を有し、第2光透過パターン230は第2平面積を有する。第1光透過パターン220の第1平面積は第2光透過パターン230の第2平面積と同じであるかそれよりも広い。本実施形態において、第1平面積は第2平面積より広い。
図4は図1に示されたマスク及び光吸収部材の他の実施形態を示す平面図である。
図4に示すように、第1領域201に形成された第1光透過パターン220aは画像を表示するための第1アクティブパターンである。例えば、第1光透過パターン220aは液晶表示装置の薄膜トランジスタ、透明な画素電極、ブラックマトリックス、カラーフィルターパターンなどを形成するためのパターンを有する。
本実施形態において、第2領域202に形成された第2光透過パターン230aは画像を表示するための第2アクティブパターンである。例えば、第2光透過パターン230aは液晶表示装置の薄膜トランジスタ、透明な画素電極、ブラックマトリックス、カラーフィルターパターンなどを形成するためのパターンを有する。
第1光透過パターン220aは第1平面積を有し、第2光透過パターン230aは第2平面積を有する。第1平面積は第2平面積と同じであるか広い。本実施形態において、第1光透過パターン230aの第1平面積は第2光透過パターン220aの第2平面積より広い。
図1に示すように、このようなマスク200はマスク200及び基板プレート400を平行に調節するマスクレベリングユニット(mask−leveling unit)240をさらに含むことができる。
図5は本発明の一実施形態による光吸収部材の斜視図である。図6は図5に示されたA〜A線に沿って切断した断面図である。
図3、図5及び図6に示すように、光吸収部材300は光学システム100とマスク200との間に介在される。光吸収部材300はマスク200の第1領域201及び第2領域202の境界202aに配置される。光吸収部材300は第1方向に対して実質的に垂直な第2方向と平行に配置される。
本実施形態において、第2領域202が1個の場合、第1領域201と第2領域202との間には1個の境界202aが形成されるので光吸収部材300は1個である。これとは異なり、第2領域が2個の場合、第1領域201と第2領域202との間には2個の境界202a、202bが形成されるので、光吸収部材300は2個である。
光吸収部材300は厚さの薄い長方体プレート形状を有する。従って、光吸収部材300は、相互向き合う2個の面312、314及び2つの面を連結する4個の側面を有する。これらの4個の側面のうち第1領域201及び第2領域202の境界202aと平行な側面を第1側面316及び第2側面318に定義する。
本実施形態において、光吸収部材300は光反射率が低いクロムCrまたは酸化クロムCrOなどを含み、光吸収部材300の幅は望ましくは約66mmである。
光吸収部材300の第1側面316または第2側面318は、第1領域201及び第2領域202の境界202aに配置されることができる。
第1側面316または第2側面318は、第1領域201または第2領域202に向かう光を選択的に吸収する役割をする。反面、光学システム100から出射された光のうち吸収されていない光は第1側面316または第2側面318で乱反射する可能性がある。光が第1側面316または第2側面318で乱反射される場合、乱反射された光によって露光不良が発生する可能性がある。
本実施形態においては、これを防止するために第1側面316及び第2側面318には乱反射防止部316a、318aがそれぞれ形成される。第1側面316及び第2側面318を精密に表面処理して乱反射防止部316a、318aが形成される。乱反射防止部316a、318aは第1側面316及び第2側面218から反射された光が乱反射されることを防止する。
図7は本発明の他の実施形態による光吸収部材を示す斜視図である。図8は図7に示されたB〜B線に沿って切断した断面図である。
図3、図7及び図8に示すように、第1側面316及び第2側面318には乱反射防止部材316b、318bがそれぞれ配置される。乱反射防止部材316b、318bは第1側面316または第2側面318から光学システム100で発生した光が乱反射されることを防止する。これを具現するために、乱反射防止部材316b、318bは光の乱反射を防止するためにスムースな鏡面を有するように処理される。
これとは異なり、乱反射防止部材316b、318bは、光学システム100から発生した光を吸収するための光吸収物質をさらに含むことができる。
図9は本発明の他の実施形態によるマスク及び光吸収部材を示す平面図である。
図9に示すように、マスク200の上面に相互に離隔され配置された一対の光吸収部材300は光吸収部材300の間の間隔を調節するために間隔調節装置360を含む。
間隔調節装置360は、第1ガイドレール362、第1移送ユニット363、第2ガイドレール364、及び第2移送ユニット365を含む。第1ガイドレール362及び第2ガイドレール364は第1方向と平行に配置される。マスク200は平面上で第1及び第2ガイドレール362、364の間に配置される。
第1移送ユニット363の個数は、光吸収部材300の個数と同一である。例えば、光吸収部材300が2個の場合、第1ガイドレール362には2個の第1移送ユニット363が配置される。
第2移送ユニット365の個数は光吸収部材300の個数と同一である。例えば、光吸収部材300が2個の場合、第2ガイドレール364には2個の第2移送ユニット365が配置される。
光吸収部材300は第1移送ユニット363及び第2移送ユニット365にそれぞれ結合される。
図1及び図2に示すように、基板プレート400はマスク200を通過した光の経路上に配置される。基板プレート400には基板410が搭載される。基板410は光と反応するフォトレジスト薄膜を含む。基板プレート400は基板410のレベルを調節するための第2レベリングユニット430を含む。
一方、マスク200及び基板プレート400は共に移送される。これを具現するために、マスク200及び基板プレート400はキャリヤ(carrier)500に機械的に連結される。光学システム100から発生した光はキャリヤ500によって移送されるマスク200に照射される。これにより、マスク200を通過した光は基板プレート400に形成されたフォトレジスト薄膜に照射され、フォトレジスト薄膜は光によって露光される。
(露光方法)
以下、説明される露光方法のうち、前記図1で説明された露光装置の説明と同一の部材については同一の名称及び参照符号を付与する。
図10は本発明の一実施形態による露光方法を示す順序図である。
図1ないし図3及び図10に示すように、望ましくは、基板プレート400には光と反応するフォトレジスト薄膜が形成された基板410がローディングされる。ローディングされた基板410は基板プレート400の第2レベリングユニット430によって精密にレベルが調節される。
基板プレート400のレベルが精密に調節される途中にマスク200のレベルも第1レベリングユニット240によって精密に調節される。
続いて、マスク200と光学システムとの間に介在された光吸収部材300の第1乱反射防止部316aは第1領域201または第2領域202がカバーできるように第1及び第2領域201、202の境界に整列される(段階100)。
本実施形態において、光吸収部材300は第1領域201の一部をカバーするために第1領域201に配置され、第1乱反射防止部316aは第1領域201及び第2領域202の境界202aに配置される。
続いて、光学システム100のランプ112から光が発生され、輝度及び光量の調節された光はマスク200に照射される(段階200)。
これと同時に基板プレート400及びマスク200は、キャリヤ500によって指定された方向に移送され、マスク200は光によってスキャンされる。
光はマスク200の第1光透過パターン220を通過して第2領域202に照射され、光は第1及び第2領域201、202の境界202aまで照射される。このとき、第1及び第2領域201、202の境界202aに照射された光は光吸収部材300の第1乱反射防止部316aに到達されるが、第1乱反射防止部316aによって光は散乱されない。
基板410に形成されたフォトレジスト薄膜は、マスク200の第2領域202を通過した光によって露光されフォトレジストパターンが形成される。第2領域202に形成されたフォトレジストパターンは基板410を整列するに必要な整列キーなどを形成する。
第2領域202に光が全部照射された後、光吸収部材300は第2領域202を覆い、光吸収部材300の第2乱反射防止部318aは第1領域201及び第2領域202の境界202aに整列される(段階300)。
続いて、光学システム100では再度光を発生して第1領域201と第2領域202の境界202aとの間に光を供給する(段階400)。
このとき、光学システム100で発生した光は、光吸収部材300の第2乱反射防止部材318aに照射されるが、第2乱反射防止部材318aでは光が乱反射されないので第1領域201での露光不良を発生させない。
このような過程を反復して基板410に形成されたフォトレジストフィルムは、全部露光されフォトレジストパターンが形成される。
本実施形態において、光吸収部材300の第1乱反射防止部316a及び第2乱反射防止部318aは、直六面体プレート形状を有する光吸収部材300の向き合う側面316、318にそれぞれ形成され、光の乱反射を防止するためにスムースに鏡面処理される。
これとは違って、光吸収部材300は第1乱反射防止部材及び第2乱反射防止部材をさらに含むことができる。第1乱反射防止部材及び第2乱反射防止部材は、光吸収部材300の向き合う側面にそれぞれ配置され、第1及び第2乱反射防止部材は光の乱反射を防止する。
以上詳細に説明したように、露光装置によって基板に形成されたフォトレジスト薄膜の指定された位置に光を照射するために基板の一部をカバーする光吸収部材の鏡面から光が乱反射されることを防止して基板に形成されたフォトレジストパターンの不良を防止する。
以上、本発明の実施形態によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。
本発明の一実施形態による露光装置を示す斜視図である。 図1に示された露光装置の概略図である。 図1に示されたマスク及び吸収部材を示す平面図である。 図1に示されたマスク及び光吸収部材の他の実施形態を示す平面図である。 本発明の一実施形態による光吸収部材の斜視図である。 図5に示されたA〜A線に沿って切断した断面図である。 本発明の他の実施形態による光吸収部材を示す斜視図である。 図7に示されたB〜B線に沿って切断した断面図である。 本発明の他の実施形態によるマスク及び光吸収部材を示す平面図である。 本発明の一実施形態による露光方法を示す順序図である。
符号の説明
100 光学システム
112 ランプ
114 集光ミラー
130 光分割装置
135 露光量制御フィルタ
145a 光シャッター領域
150 リレーレンズ
155 フライアイレンズ
160 集光レンズ
170 投影モジュール
200 マスク
210 マスク本体
220 第1光透過パターン
230 第2光透過パターン
300 光吸収部材
360 間隔調節装置
400 基板プレート
600 露光装置

Claims (17)

  1. 光を提供する光学システムと、
    前記光の経路上に配置されたマスク本体と、前記マスク本体の第1領域上に配置された第1光透過パターンと、前記第1領域と隣接する前記マスク本体の第2領域上に配置された第2光透過パターンとを有し第1方向に移送されるマスクと、
    前記光学システムと前記マスクとの間に介在され、前記第1及び第2領域の境界にそれぞれ整列される第1側面及び第2側面にそれぞれ形成された乱反射防止部を有する光吸収部材と、
    前記第1及び第2光透過パターンを通過した光と反応する感光膜を有する基板が搭載され前記マスクと共に前記第1方向に移送される基板プレートと、
    を含むことを特徴とする露光装置。
  2. 前記第1光透過パターンは、前記マスクの中央部分に配置され、前記第2光透過パターンは前記第1光透過パターンの両側に配置されることを特徴とする請求項1記載の露光装置。
  3. 前記第1光透過パターンは、画像を表示するための薄膜パターンを含み、前記第2光透過パターンは前記第1光透過パターンを整列するための整列パターンをパターン含むことを特徴とする請求項1記載の露光装置。
  4. 前記第1光透過パターンを含む前記第1領域の平面積は前記第2光透過パターンを含む前記第2領域の平面積より広いことを特徴とする請求項3記載の露光装置。
  5. 前記第1光透過パターンは画像を表示するための第1薄膜パターンを含み、前記第2光透過パターンは画像を表示するための第2薄膜パターンを含むことを特徴とする請求項1記載の露光装置。
  6. 前記第1光透過パターンを含む前記第1領域の平面積は、前記第2光透過パターンを含む前記第2領域の平面積より大きいことを特徴とする請求項5記載の露光装置。
  7. 前記光吸収部材は、矩形プレート形状を有し、前記第1方向と実質的に直交する第2方向と平行に配置されることを特徴とする請求項1記載の露光装置。
  8. 前記第1側面及び前記第2側面に形成された前記乱反射防止部は、前記光が前記第1及び第2側面で乱反射されることを防止するためにスムースに処理された鏡面を有することを特徴とする請求項1記載の露光装置。
  9. 前記光吸収部材は、相互に所定間隔離隔された第1及び第2光吸収部材を含むことを特徴とする請求項1記載の露光装置。
  10. 前記第1及び第2光吸収部材は、前記第1及び第2吸収部材の間に形成された間隔を調節するための間隔調節装置をさらに含むことを特徴とする請求項9記載の露光装置。
  11. 前記マスクは、マスクサポーターによって支持され、前記マスクサポーターは前記マスクレベルを調節する第1レベリング部材をさらに含み、前記基板プレートは前記基板のレベルを調節する第2レベリング部材をさらに含むことを特徴とする請求項1記載の露光装置。
  12. 前記マスクサポーター及び前記基板プレートは前記マスクサポーター及び前記基板プレートを前記第1方向に移送するキャリヤに連結されたことを特徴とする請求項11記載の露光装置。
  13. 光を提供する光学システムと、
    前記光の経路上に配置されたマスク本体と、前記マスク本体の第1領域上に配置された第1光透過パターンと、前記第1領域と隣接する前記マスク本体の第2領域上に配置された第2光透過パターンとを有し第1方向に移送されるマスクと、
    前記光学システムと前記マスクとの間に介在され、前記第1及び第2領域の境界にそれぞれ整列される第1側面及び第2側面にそれぞれ取り付けられた乱反射防止部材を含む光吸収部材と、
    前記第1及び第2光透過パターンを通過した光と反応する感光膜を有する基板が搭載され前記マスクと共に前記第1方向に移送される基板プレートと、
    を含むことを特徴とする露光装置。
  14. 第1領域上に配置された第1光透過パターン及び前記第1領域と隣接する第2領域上に配置された第2光透過パターンを有するマスク基板に形成された感光膜を露光する方法において、
    前記第2領域がカバーできるように光吸収部材の乱反射防止部を前記第1及び第2領域の境界に整列する段階と、
    前記第1光透過パターンを通じて前記第1領域に選択的に光を照射する段階と、
    前記第1領域がカバーできるように前記光吸収部材の第2側面に形成された第2乱反射防止部を前記境界に整列する段階と、
    前記第2光透過パターンを通じて前記第2領域に選択的に前記光を照射する段階と、
    を含むことを特徴とする露光方法。
  15. 前記第1乱反射防止部及び第2乱反射防止部は、スムースに処理された第1及び第2鏡面をそれぞれ含むことを特徴とする請求項14記載の露光方法。
  16. 前記光吸収部材は、相互所定間隔に離隔された第1乱反射防止部材及び第2乱反射防止部材を含むことを特徴とする請求項14記載の露光方法。
  17. 前記マスク及び前記基板は、同一の方向に移送されることを特徴とする請求項14記載の露光方法。
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