KR100695335B1 - Pattern writing apparatus - Google Patents
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Abstract
패턴묘화장치는 기판(9)을 유지하는 스테이지(32), 스테이지(32)를 이동하는 스테이지 이동기구(2), 기판(9)을 향해 빛을 출사하는 광출사부(51), 복수의 개구가 형성된 제1 마스크(53) 및 제2 마스크(54)를 가지는 마스크부(52), 그리고 마스크부(52)를 통과한 빛이 조사되는 기판(9)상의 광조사영역을 확대 또는 축소하는 광학유닛(58)을 가진다. 패턴묘화장치(1)에서는, 제1 마스크(53) 및 제2 마스크(54)의 개구의 겹치는 부분 및 광학유닛(58)의 배율을 변경하는 것에 의해, 묘화되는 패턴의 폭 및 피치가 용이하게 변경 가능하게 되며, 기판(9)상의 감광재료에 고분해능으로 스트라이프 모양의 패턴을 고속으로 묘화할 수 있다.The pattern drawing apparatus includes a stage 32 holding the substrate 9, a stage moving mechanism 2 for moving the stage 32, a light output portion 51 for emitting light toward the substrate 9, and a plurality of openings. To enlarge or reduce the light irradiation area on the mask portion 52 having the first mask 53 and the second mask 54 on which the first mask 53 and the second mask 54 are formed, and the substrate 9 to which the light passing through the mask portion 52 is irradiated. Has a unit 58. In the pattern drawing apparatus 1, by changing the overlapping portions of the openings of the first mask 53 and the second mask 54 and the magnification of the optical unit 58, the width and pitch of the pattern to be drawn can be easily made. It becomes changeable, and a stripe-shaped pattern can be drawn at high speed with the photosensitive material on the board | substrate 9 at high resolution.
마스크, 광학유닛, 감광재료Mask, optical unit, photosensitive material
Description
도1은 제1의 실시형태에 관한 패턴묘화장치의 구성을 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a configuration of a pattern drawing apparatus according to the first embodiment.
도2는 제1 마스크를 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating a first mask.
도3은 제2 마스크를 나타내는 도면이다.3 is a view showing a second mask.
도4는 마스크부의 구성을 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating a configuration of a mask unit.
도5는 광조사영역의 일부를 나타내는 도면이다.5 is a view showing a part of the light irradiation area.
도6은 제어부의 구성 및 제어정보의 흐름을 나타내는 개념도이다.6 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a controller and a flow of control information.
도7은 패턴의 묘화동작의 흐름을 나타내는 도면이다.Fig. 7 is a diagram showing the flow of the pattern writing operation.
도8 및 도9는 광조사영역의 폭 및 피치를 조정하는 동작의 흐름을 나타내는 도면이다.8 and 9 are views showing the flow of the operation of adjusting the width and pitch of the light irradiation area.
도10은 제2의 실시형태에 관한 패턴묘화장치의 마스크부를 나타내는 도면이다.Fig. 10 is a diagram showing a mask portion of the pattern drawing apparatus according to the second embodiment.
도11 및 도12는 묘화되는 패턴의 예를 나타내는 도면이다.11 and 12 are diagrams showing examples of patterns to be drawn.
도13은 마스크의 다른 예를 나타내는 도면이다.13 is a diagram illustrating another example of a mask.
도14는 마스크의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.14 is a diagram illustrating still another example of a mask.
본 발명은, 기판상의 감광재료에 빛을 조사하는 것에 의해 패턴을 묘화하는 기술에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD This invention relates to the technique of drawing a pattern by irradiating light to the photosensitive material on a board | substrate.
종래부터 반도체 기판과 프린트 기판 혹은 플라즈마 표시장치, 액정표시장치, 포토마스크용의 유리기판 등(이하, 「기판」이라 한다.)에 형성된 감광재료에 빛을 조사하는 것에 의해 패턴을 묘화하는 방법으로서, 프록시미티(proximity) 노광방식과 스텝(step) 노광방식 등과 같이 감광재료에 마스크 패턴을 전사하는 방법이 알려져 있다.Conventionally, as a method of drawing a pattern by irradiating light to a photosensitive material formed on a semiconductor substrate, a printed substrate or a plasma display device, a liquid crystal display device, a glass substrate for a photomask or the like (hereinafter referred to as a "substrate"). A method of transferring a mask pattern to a photosensitive material, such as a proximity exposure method and a step exposure method, is known.
프록시미티 노광방식에서는, 묘화되는 패턴에 대응하는 개구가 형성된 기판과 같은 크기의 마스크를 기판에 근접시켜 빛을 조사하여, 기판상의 감광재료에 패턴을 일괄 전사한다. 스텝 노광방식에서는, 마스크 패턴의 투영과 마스크 패턴의 이동을 번갈아 반복하여 행하는 것에 의해 기판 전체에 패턴의 묘화가 행해진다.In the proximity exposure method, a mask having the same size as a substrate having an opening corresponding to the pattern to be drawn is brought close to the substrate to irradiate light, and the pattern is collectively transferred to the photosensitive material on the substrate. In the step exposure method, the pattern is drawn on the entire substrate by alternately performing the projection of the mask pattern and the movement of the mask pattern.
한편, 마스크를 사용하지 않는 묘화방법으로서, 일본특허공개 평5-150175호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 변조되는 광빔을 감광재료상에서 주사시키면서 조사하여 패턴을 직접 묘화하는 방식(이하, 「직묘(直描)방식」이라 한다.)도 제안되어 있다.On the other hand, as a drawing method without using a mask, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 5-150175, a method of directly drawing a pattern by irradiating a light beam to be modulated while scanning on a photosensitive material (hereinafter referred to as " Direct method) is also proposed.
최근, 플랫 패널 표시장치의 패널과 컬러필터 등의 제조장치의 시장에서는, 기판에 묘화되는 패턴의 고정세화 및 기판의 대형화에 따른 대응이 강하게 요구되고 있다. 마스크 패턴을 감광재료에 일괄 전사하는 프로키시미티 노광방식에서는, 마스크와 기판을 근접시켜 빛을 조사하므로, 패턴의 고정세화와 기판의 대형화에 대응하기 위해서는 마스크가 고가로 되어 버린다. 또 프로키시미티 노광방식 및 스텝 노광방식에서는, 묘화하는 패턴의 피치와 폭의 변경에 유연하게 대응할 수 없다는 단점을 가진다.In recent years, in the market of manufacturing apparatuses, such as a panel of a flat panel display device, a color filter, etc., the response by the high definition of the pattern drawn to a board | substrate and the enlargement of a board | substrate is calculated | required strongly. In the procysitic exposure method of collectively transferring the mask pattern to the photosensitive material, the mask and the substrate are brought close to each other to irradiate light, so that the mask becomes expensive in order to cope with the high definition of the pattern and the enlargement of the substrate. In addition, in the prokimity exposure method and the step exposure method, there is a disadvantage that it is not possible to flexibly cope with a change in the pitch and the width of the pattern to be drawn.
직묘방식에서는, 패턴을 미소한 도트(화소)의 집합으로서 표현하고, 도트단위로 패턴을 묘화하는 래스터(raster) 방식이 일반적이지만, 패턴의 고정세화에 대응하기 위해서는 묘화장치의 분해능을 높일(즉 1개의 도트의 면적을 작게 한다) 필요가 있으며, 대형의 기판 전체에 패턴을 묘화하기 위해 필요로 하는 시간이 증대하여 버린다.In the straight drawing method, a raster method of expressing a pattern as a set of fine dots (pixels) and drawing a pattern in dot units is common, but in order to cope with high definition of the pattern, the resolution of the drawing device is increased (that is, The area of one dot is reduced), and the time required for drawing a pattern in the whole large board | substrate will increase.
묘화시간을 단축하는 방법으로서, 주사되는 광빔의 수를 증가시키고 동시에 묘화하는 도트수를 증가시키는 대책을 생각할 수 있지만, 광빔의 증가에 따라 광조사 기구가 대형화되고, 제조장치의 비용이 상승하여 버린다. 특히 패턴의 미세화 및 고정밀도에 따라 필요한 수의 헤드부를 배치하는 것이 물리적으로 곤란하게 된다.As a method of shortening the writing time, a countermeasure for increasing the number of light beams to be scanned and at the same time increasing the number of dots to be drawn can be considered. However, as the light beams increase, the light irradiation mechanism becomes larger, and the cost of the manufacturing apparatus increases. . In particular, it is physically difficult to arrange the required number of head portions in accordance with the miniaturization and high precision of the pattern.
본 발명은, 기판상의 감광재료에 패턴을 묘화하는 패턴묘화장치에 관한 것이며, 고분해능으로 패턴을 고속으로 묘화하는 것을 목적으로 하고 있다.This invention relates to the pattern drawing apparatus which draws a pattern on the photosensitive material on a board | substrate, Comprising: It aims at drawing a pattern with high resolution at high speed.
본 발명에 관한 패턴묘화장치는, 광원과, 광원으로부터의 빛이 인도되는 기판을 유지하는 유지부와, 광원으로부터의 빛의 광로상에 배치되어 빛이 통과하는 복수의 제1 광통과영역이 소정의 방향으로 배열하여 형성된 제1의 마스크와, 제1의 마스크에 대해서 광학적으로 중합되어 복수의 제1 광통과영역에 각각이 대응하는 복수의 제2 광통과영역이 형성된 제2의 마스크와, 소정의 방향으로 제1의 마스크를 제2의 마스크에 대해서 상대적으로 이동하는 마스크 이동기구와, 복수의 제1 광통과영역 및 복수의 제2 광통과영역을 순서대로 통과한 빛이 조사되는 감광재료 상의 복수의 광조사영역을 복수의 광조사영역의 배열방향에 직교하는 주사방향으로 감광재료에 대해서 상대적으로 이동하는 조사영역 이동기구를 구비한다.The pattern writing apparatus according to the present invention includes a light source, a holding part for holding a substrate to which light is guided from the light source, and a plurality of first light passing areas disposed on an optical path of light from the light source and passing through the light. A first mask formed by arranging in a direction of a second mask, a second mask optically polymerized with respect to the first mask, and having a plurality of second light passing regions respectively corresponding to the plurality of first light passing regions; A mask moving mechanism for moving the first mask relative to the second mask in the direction of, and light passing through the plurality of first light passing regions and the plurality of second light passing regions in order; An irradiation area moving mechanism is provided which moves the plurality of light irradiation areas relatively to the photosensitive material in the scanning direction orthogonal to the arrangement direction of the plurality of light irradiation areas.
본 발명에서는, 제1 및 제2 마스크를 이용함과 동시에 제1 마스크를 제2 마스크에 대해서 상대적으로 이동 가능하게 하는 것에 의해, 여러가지 규칙적인 패턴을 감광재료 상에 고속으로 묘화할 수 있다.In the present invention, various regular patterns can be drawn on the photosensitive material at high speed by using the first and second masks and allowing the first mask to be moved relative to the second mask.
본 발명의 바람직한 실시형태로는, 복수의 광조사영역의 상기 소정의 방향의 폭이 동일하며, 또 복수의 광조사영역의 간격이 일정하고, 패턴묘화장치는 복수의 광조사영역의 각각의 상기 소정의 방향의 폭을 검출하는 검출부와, 마스크 이동기구를 구동하는 구동부와, 검출부에 의한 검출결과에 의거하여 구동부를 제어하는 마스크 이동 제어부를 더 구비한다. 패턴의 폭을 검출부에서 검출하는 것에 의해, 패턴의 폭을 자동적으로 변경할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the widths of the predetermined directions of the plurality of light irradiation regions are the same, and the intervals of the plurality of light irradiation regions are constant, and the pattern drawing apparatus is used for each of the plurality of light irradiation regions. A detection unit for detecting a width in a predetermined direction, a driving unit for driving the mask moving mechanism, and a mask movement control unit for controlling the driving unit based on the detection result by the detection unit. The width of the pattern can be automatically changed by detecting the width of the pattern in the detection unit.
또 바람직한 실시형태로는, 제2의 마스크와 유지부와의 사이에 배치되어, 제2의 마스크와 감광재료를 광학적으로 공역(共役)으로 하는 광학계가 패턴묘화장치에 더 구비되어 있다.Moreover, as a preferable embodiment, the pattern drawing apparatus is further equipped with the optical system arrange | positioned between a 2nd mask and a holding part, and optically conjugating a 2nd mask and a photosensitive material.
더욱 바람직하게는, 이 광학계가 복수의 광조사영역을 확대 또는 축소하는 배율 변경기구를 구비하고, 패턴묘화장치는, 복수의 광조사영역의 간격을 검출하는 검출부와, 배율 변경기구를 구동하는 구동부와, 검출부에 의한 검출결과에 의거하여 구동부를 제어하는 배율 제어부를 더 구비한다. 패턴의 피치를 검출부에서 검출하는 것에 의해, 패턴의 피치를 자동적으로 검출할 수 있다.More preferably, the optical system includes a magnification changing mechanism for enlarging or reducing the plurality of light irradiation areas, and the pattern drawing apparatus includes a detection unit for detecting the interval of the plurality of light irradiation areas, and a drive unit for driving the magnification changing mechanism. And a magnification control unit for controlling the driving unit based on the detection result by the detection unit. By detecting the pitch of the pattern in the detector, the pitch of the pattern can be detected automatically.
패턴묘화장치는, 제1의 마스크 및 제2의 마스크의 적어도 어느 한쪽을 다른 마스크와 교환하는 교환기구를 더 구비해도 된다. 이것에 의해, 묘화할 수 있는 패턴의 폭 및 피치의 범위를 더욱 확대할 수 있다. 또한 다양한 묘화를 행하기 위해, 복수의 광조사영역의 이동에 동기하여 감광재료로의 광조사의 ON/OFF를 제어하는 광조사 제어부와, 유지부에 유지된 기판상의 면에 수직한 축을 중심으로 유지부를 회전하고, 감광재료에 대해서 주사방향을 상대적으로 변경하는 기구가 패턴묘화장치에 더 구비되도 된다.The pattern drawing apparatus may further include an exchange mechanism for exchanging at least one of the first mask and the second mask with the other mask. Thereby, the range of the width and pitch of the pattern which can be drawn can be expanded further. In addition, in order to perform various drawing, the light irradiation control part which controls ON / OFF of the light irradiation to the photosensitive material in synchronization with the movement of several light irradiation area | regions, and the axis perpendicular | vertical to the surface on the board | substrate hold | maintained by the holding part The pattern drawing apparatus may further be provided with a mechanism for rotating the holding portion and changing the scanning direction relative to the photosensitive material.
상술의 목적 및 다른 목적, 특징, 형태 및 이점은, 첨부한 도면을 참조하여 이하에 행하는 본 발명의 상세한 설명에 의해 명백하게 될 것이다.The above and other objects, features, forms, and advantages will become apparent from the following detailed description of the present invention made with reference to the accompanying drawings.
도1은 본 발명의 제1의 실시형태에 관한 패턴묘화장치(1)의 구성을 나타내는 도면이다. 패턴묘화장치(1)는 빛을 액정표시장치용의 유리기판(9)(이하, 단순히 「기판(9)」이라 한다.)에 조사하는 것에 의해, 기판(9)상의 감광재료(본 실시형태에서는 컬러 레지스트)에 복수의 스트라이프 모양의 패턴을 묘화하는 장치이다. 패턴이 묘화된 기판(9)은 후속의 별도의 공정을 거쳐 최종적으로는 액정표시장치의 조립부품인 컬러필터가 된다.1 is a diagram showing the configuration of a
패턴묘화장치(1)에서는, 베이스(11)상에 스테이지 이동기구(2)가 설치되고, 스테이지 이동기구(2)에 의해 기판(9)을 유지하는 스테이지 유닛(3)이 기판(9)의 주면을 따라 도1 중의 X방향으로 이동 가능하게 된다. 베이스(11)에는 스테이지 유닛(3)을 걸치도록 하여 프레임(12)이 고정되며, 프레임(12)에는 헤드부(5) 및 마스크 체인저(6)가 설치되어 있다.In the
스테이지 이동기구(2)는 모터(21)에 볼나사(22)가 접속되며, 또 스테이지 유닛(3)에 고정된 너트(23)가 볼나사(22)에 설치된 구조로 되어 있다. 볼나사(22)의 상방에는 가이드 레일(24)이 고정되어, 모터(21)가 회전하면, 너트(23)와 함께 스테이지 유닛(3)이 가이드 레일(4)을 따라 X방향으로 부드럽게 이동한다.The
스테이지 유닛(3)은 기판(9)을 직접 유지하는 스테이지(32), 기판(9)의 주면에 수직한 축을 중심으로 스테이지(32)를 회전하는 스테이지 회전기구(33), 스테이지(32)를 회전 가능하게 지지하는 지지플레이트(34), 도1 중의 Z방향으로 지지플레이트(34)를 이동하는 스테이지 승강기구(35) 및 스테이지 승강기구(35)를 유지하는 베이스 플레이트(36)를 가지며, 베이스 플레이트(36)에는 상기에 너트(23)가 직접 고정된다. 또 지지플레이트(34) 상에는, 헤드부(5)에서 조사되는 빛을 2차원 배열된 수광소자 그룹인 촬상 디바이스에서 수광하는 카메라(4)가 설치된다. 또한 카메라(4)의 촬상면은 기판(9) 상의 감광재료의 표면과 동일한 높이로 미리 조정되어 있다.The stage unit 3 includes a
헤드부(5)는 헤드부(5)를 지지하는 헤드지지부(50), 헤드부(5)를 도1 중의 Y방향(즉, 헤드부(5)의 스테이지 유닛(3)에 대한 상대 이동방향에 직교하는 방향)으로 이동하는 헤드부 이동기구(501), 기판(9)을 향해 빛을 출사하는 광출사부(51), 복수의 개구가 배열하여 형성된 2장의 마스크(이하, 광출사부(51)에 가까운 쪽부터 제1 마스크(53), 제2 마스크(54)라 부른다.)를 가지는 마스크부(52), 마스크부(52)를 통과하여 기판(9)에 조사되는 빛의 조사영역을 확대 또는 축소하는 광학유닛(58) 및 광학유닛(58)이 구비하는 배율 변경기구(582)를 구동하는 광학유닛 구동부(581)를 가진다. 헤드부 이동기구(501)는 모터(502)가 볼나사 기구를 구동하는 것에 의해 헤드부(5)를 가이드 레일(503)을 따라 Y방향으로 이동한다. 광학유닛(58)에 의해, 제2 마스크(54)(또는 마스크부(52))와 감광재료가 광학적으로 공역으로 되어, 본 실시형태에서는, 광학유닛(58)의 배율은 등배를 포함하는 소정의 범위에서 변경된다.The
광출사부(51)는 광섬유(511) 및 감광재료로의 광조사의 ON/OFF를 행하는 셔터(512)를 통해서 수은등(513)에 접속된다. 수은등(513)으로부터의 빛은 광출사부(51)에서 출사되어 광로상에 배치된 제1 마스크(53) 및 제2 마스크(54)(이하, 제1 마스크와 제2 마스크를 2장 1조로 나타내는 경우, 「마스크 셋트」라 한다.)의 개구를 순서대로 통과하여 광학유닛(58)을 통해서 기판(9)으로 인도된다.The
마스크 체인저(6)는 복수의 마스크를 저장하는 마스크 저장부(61), 마스크 저장부(61)를 Z방향으로 이동하는 저장부 승강기구(62) 및 마스크부(52)에 대해서 마스크 저장부(61)에 저장된 마스크를 장착하거나, 마스크부(52)에 장착된 마스크를 제거하는 2개의 삽탈기구(63)를 가진다.The
스테이지 이동기구(2), 스테이지 유닛(3), 카메라(4), 셔터(512), 헤드부 이동기구(501), 마스크부(52), 광학유닛(58) 및 마스크 체인저(6)는 제어부(7)에 접속되어 이들 구성이 제어부(7)에 의해 제어되고, 패턴묘화장치(1)에 의한 기판(9) 상에 패턴의 묘화가 행해진다. 또 제어부(7)에는 입력부(8)가 접속되어, 기판(9)상의 복수의 광조사영역의 각각의 Y방향의 폭(즉 제1 마스크(53)의 개구가 배열되는 방향의 폭이며, 이하 단순히 「폭」이라 한다.) 및 복수의 광조사영역의 간격(즉 광조사영역의 중심에서 인접하는 광조사영역의 중심까지의 거리이며, 이하 「피치」라 한다.)의 설정치가 조작자에 의해 입력부(8)를 통해서 제어부(7)에 입력된다.The
도2는 제1 마스크(53)를, 도3은 제2 마스크(54)를 각각 나타내는 도면이다. 제1 마스크(53)에는, 빛이 통과하는 복수의 광통과영역인 제1 개구(531)가 도2 중의 Y방향으로 배열하여 형성된다. 제2 마스크(54)에는, 복수의 제1 개구(531)에 각각이 대응하는 복수의 광통과영역인 제2 개구(541)가 배열하여 형성된다. 제1 개구(531) 및 제2 개구(541)의 형상은 직사각형이며, 개구의 길이(즉 제1 개구(531) 및 제2 개구(541)의 배열방향에 직교하는 방향의 치수) 및 폭(즉 제1 개구(531) 및 제2 개구(541)가 배열되는 방향의 폭)은 제2 개구(541)에 비해 제1 개구(531)의 쪽이 크다. 또 제1 개구(531)의 폭은 동일하며, 또 피치(즉 각 제1 개구(531)의 중심에서 인접하는 제1 개구(531)의 중심까지의 거리)도 일정하다. 마찬가지로, 각 제2 개구(541)도 폭 및 피치가 같고, 제2 개구(541)의 피치는 제1 개구(531)의 피치와 동일하다.FIG. 2 shows the
도4는 마스크부(52)의 구성을 나타내는 도면이다. 마스크부(52)는 제1 마스크(53)을 유지하는 제1 마스크 유지부(55), 제2 마스크(54)를 유지하는 제2 마스크 유지부(56) 및 도4 중의 Y방향(즉 제1 개구(531) 및 제2 개구(541)가 배열되는 방향)으로 제1 마스크(53)를 이동하는 마스크 슬라이드 기구(57)를 가진다. 또한 도4 에서는 제1 마스크 유지부(55) 및 제1 개구(531)를 굵은 선으로 나타내고 있다.4 is a diagram illustrating a configuration of the
제1 마스크(53) 및 제2 마스크(54)는 삽탈기구(63)(도1 참조)에 의해, 각각 제1 마스크 유지부(55) 및 제2 마스크 유지부(56)에 대해서 도4 중에 나타내는 (+X)측에서 (-X)방향을 향해 장착된다.The
제2 마스크(54)는 각 제2 개구(541)가 대응하는 제1 개구(531)와 겹치도록 제1 마스크(53)에 대해서 접촉한다. 이것에 의해, 제1 개구(531)와 제2 개구(541)와의 서로 겹치는 영역(도4 중에 평행사선으로 나타낸다.)(520)은 동일한 폭이 되며, 제1 개구(531) 및 제2 개구(541)에 동일한 일정한 피치로 배열된다. 광출사부(51)(도1 참조)로부터의 빛은, 제1 개구(531) 및 제2 개구(541)를 순서대로 통과하여 기판(9)상의 감광재료로 인도되며, 영역(520)에 대응하는 형상 및 피치를 가지는 복수의 광조사영역에 조사된다. 이하의 설명에서, 실제의 빛의 통과영역인 영역(520)을 「마스크 셋트 개구」라 한다.The
또한 제2 마스크(54)는 제1 마스크(53)에 대해서 반드시 물리적으로 접촉할 필요는 없고, 광학적으로 중합되는 것만으로 된다. 예를 들면 제1 마스크(53)와 제2 마스크(54)는 초점심도를 고려한 분(예를 들면, 수 ㎛ 정도)만큼 떨어져 있어도 되고, 광학적으로 공역인 위치에 개별로 배치되도 된다.In addition, the
마스크 슬라이드 기구(57)는 제1 마스크 유지부(55)를 유지하는 슬라이드 프레임(571), 슬라이드용 모터(572) 및 슬라이드용 모터(572)에 접속된 볼나사 기구(573)를 가지고, 제어부(7)의 제어에 의해 슬라이드용 모터(572)가 볼나사 기구(573)를 구동하면 제1 마스크 유지부(55)가 슬라이드 프레임(571)을 따라 Y방향으 로 이동한다. 그 결과, 제1 마스크 유지부(55)에 유지된 제1 마스크(53)도 Y방향으로 이동하고, 제1 개구(531)와 제2 개구(541)의 겹치는 상태가 변화하여 마스크 셋트 개구(520)의 폭이 변화하며, 기판(9)상의 광조사영역의 폭도 변화한다. 이때, 마스크 셋트 개구(520)의 피치는 변화하지 않으므로, 마스크 셋트 개구(520) 사이의 (빛이 통과하지 않는 영역의) 폭에 대한 마스크 셋트 개구(520)의 폭의 비(比)만이 변화한다.The
도시를 생략하고 있지만, 제1 마스크 유지부(55)와 제2 마스크 유지부(56)와의 사이에는 이합(離合)기구가 설치되어 있으며, 제1 마스크 유지부(55)가 이동하는 동안은 제2 마스크 유지부(56)가 약간 하강하고, 제1 마스크(53)와 제2 마스크(54)가 이간한다. 이것에 의해, 제1 마스크(53)와 제2 마스크(54)와의 사이에서의 손상과 발진(發塵)이 방지된다.Although not shown, a coupling mechanism is provided between the first mask holding portion 55 and the second mask holding portion 56, and the first mask holding portion 55 moves while the first mask holding portion 55 moves. The 2nd mask holding part 56 falls slightly, and the
도5는 기판(9)의 감광재료상에 형성되는 복수의 광조사영역(90)의 일부를 나타내는 도면이다. 복수의 광조사영역(90)은 각각 마스크 셋트 개구(520)(도4 참조)에 대응하고 있으며, 복수의 광조사영역(90)의 폭은 동일하게 되며, 또 피치도 일정하게 된다.FIG. 5 is a diagram showing a part of the plurality of
이미 서술한 바와 같이, 광조사영역(90)의 폭 및 피치는 도1 중에 나타내는 제2 마스크(54)와 스테이지 유닛(3)과의 사이에 배치되며, 배율변경기구(582)를 구비하는 광학유닛(58)에 의해 확대 및 축소 가능하게 된다. 예를 들면, 제어부(7)가 광학유닛 구동부(581)를 제어하여 광학유닛(58)의 배율이 증가하면, 도5 중에 실선으로 나타내는 상태에서 2점 쇄선으로 나타내는 상태로 광조사영역(90)이 변화한 다.As already mentioned, the width and pitch of the
도6은 제어부(7)의 구성 및 제어에 관한 정보의 흐름을 나타내는 블록도이다. 제어부(7) 중의 각종 구성은 기능을 나타내고 있으며, 실제로는 프로그램에 따라 연산처리를 행하는 CPU, 메모리, 전용의 연산회로, 인터페이스 등에 의해 실현된다. 제어부(7)는 주된 구성으로서, 광조사영역(90)의 폭 및 피치를 제어하는 조사영역 제어부(71) 및 기판(9)상의 감광재료에 대한 광조사영역(90)의 주사를 제어하는 주사제어부(72)를 가진다.6 is a block diagram showing the flow of information on the configuration and control of the
조사영역 제어부(71)는 카메라(4)로부터의 화상신호에 의거하여 복수의 광조사영역(90)의 각각의 폭을 검출하는 폭 검출부(711) 및 피치를 검출하는 피치 검출부(712) 그리고 광조사영역(90)의 폭을 제어하는 폭 제어부(713) 및 피치를 제어하는 피치 제어부(714) 그리고 광조사영역(90)의 폭 및 피치의 조정에 필요한 정보를 기억하는 기억부(715)를 가진다.The irradiation
기억부(715)에는 마스크부(52)에 장착되는 마스크 셋트와, 그 마스크 셋트 및 광학유닛(58)에 의해 실현 가능한 광조사영역(90)의 폭 및 피치와의 대응관계를 나타내는 마스크 테이블(716)이 미리 작성되어 기억되어 있다. 또 기억부(715)에는 광학유닛(58)의 배율과 초점맞춤(合焦)위치와의 대응관계를 나타내는 포커스 테이블(717), 입력부(8)에서 입력된 광조사영역(90)의 폭의 설정치(이하, 「설정폭」이라 한다.)(718) 및 피치의 설정치(이하 「설정피치」라 한다.)(719)가 기억된다.The
조사영역 제어부(71)에는, 스테이지 이동기구(2), 스테이지 승강기구(35), 카메라(4), 셔터(512), 마스크 슬라이드 기구(57), 광학유닛 구동부(581), 마스크 체인저(6) 및 입력부(8)가 접속되고, 카메라(4) 및 입력부(8)로부터의 정보에 의거하여 조사영역 제어부(71)가 이들 구성을 제어하는 것에 의해 광조사영역(90)의 폭 및 피치가 조정된다.The irradiation
주사제어부(72)에는, 스테이지 이동기구(2), 스테이지 회전기구(33), 헤드부 이동기구(501) 및 셔터(512)가 접속되며, 주사제어부(72)가 이들 구성을 제어하는 것에 의해, 감광재료에 대한 광조사 및 광조사영역(90)의 주사가 행해진다.The
도7은 패턴묘화장치(1)에 의한 감광재료에 패턴의 묘화동작의 흐름을 나타내는 도면이다. 먼저, 설정폭(718) 및 설정피치(719)가 조작자에 의해 입력부(8)에서 입력되고, 조사영역 제어부(71)에 의해 접수되어 기억부(715)에 기억된다(스텝 S11), 이어서, 제어부(7)의 제어에 의해, 광조사영역(90)의 폭 및 피치가 설정폭(718) 및 설정피치(719)와 동일하게 되도록 조정된다(스텝 S12).FIG. 7 is a diagram showing the flow of a pattern drawing operation on the photosensitive material by the
도8 및 도9는 광조사영역(90)의 폭 및 피치를 조정하는 동작(스텝 S12)의 흐름의 상세를 나타내는 도면이다. 설정폭(718) 및 설정피치(719)가 접수되면, 먼저 조사영역 제어부(71)가 마스크 테이블(716)에 의거하여, 마스크부(52)에 장착되어 있는 마스크 셋트가 설정폭(718) 및 설정피치(719)에 대응 가능한지 여부를 판단하여(스텝 S120), 대응 불가능한 경우는, 조사영역 제어부(71)의 제어에 의해 제1 마스크(52) 및 제2 마스크(54) 중 적어도 어느 한쪽이 다른 마스크와 교환된다(스텝 S1201).8 and 9 are diagrams showing details of the flow of the operation of adjusting the width and the pitch of the light irradiation area 90 (step S12). When the
마스크가 교환될 때에는, 먼저 도1 중에 나타내는 마스크부(52)에 장착되어 있는 제1 마스크(53), 제2 마스크(54) 및 마스크 체인저(6)의 마스크 저장부(61)에 저장되는 마스크 중, 설정폭(718) 및 설정피치(719)에 대응 가능한 마스크의 조립이 마스크 테이블(716)에 의거하여 선택된다.When the masks are replaced, first, the masks stored in the
이 선택의 결과, 예를 들면 제1 마스크(53)만이 다른 마스크로 교환되는 경우는, 조사영역 제어부(71)의 제어에 의해 도1 중에 나타내는 저장부 승강기구(62)가 구동되어 마스크 저장부(61)의 빈 스페이스가 제1 마스크 유지부(55)와 동일한 높이가 되도록 마스크 저장부(61)가 Z방향으로 이동된다. 이어서, 삽탈기구(63)에 의해 제1 마스크 유지부(55)에서 제1 마스크(53)가 제거되어 마스크 저장부(61)의 빈 스페이스에 저장된다. 다음에, 저장부 승강기구(62)가 제어되어 선택된 마스크가 제1 마스크 유지부(55)에 대향하는 높이까지 이동되어 삽탈기구(63)에 의해 이 마스크가 제1 마스크 유지부(55)에 장착된다.As a result of this selection, for example, when only the
제2 마스크(54)만의 교환이 행해지는 경우도 저장부 승강기구(62) 및 삽탈기구(63)에 의해 제1 마스크(53)의 경우와 동일하게 행해진다. 제1 마스크(53) 및 제2 마스크(54)의 쌍방의 교환이 행해지는 경우는, 이들 마스크의 교환이 순서대로 행해진다. 또한 제1 마스크(53) 또는 제2 마스크(54)만의 교환은 마스크 셋트 개구(520) 폭의 조정범위를 변경하는 경우에 행해지며, 제1 마스크(53) 및 제2 마스크(54)의 교환은 마스크 셋트 개구(520)의 피치를 변경하는 경우에 행해진다.The replacement of only the
마스크 셋트의 준비가 완료하면, 조사영역 제어부(71)에 의해 스테이지 이동기구(2)가 제어되고, 지지 플레이트(34) 상에 설치된 카메라(4)가 헤드부(5)의 바로 아래에 위치할 때까지 스테이지 유닛(3)이 이동되며(이동 후의 카메라(4) 및 스테이지(32)를 도1 중에 2점 쇄선으로 나타낸다.)(스텝 S121), 셔터(512)가 열려 카 메라로의 광조사가 개시된다(스텝 S122). 이것에 의해, 감광재료 대신에 카메라(4)의 촬상면상의 광조사영역(도5와 마찬가지로 「광조사영역(90)」이라 부른다.)에 빛이 조사된다.When the preparation of the mask set is completed, the
다음에, 카메라(4)가 촬상을 행하는 것에 의해, 복수의 광조사영역(90)의 상태를 나타내는 화상이 취득되고(스텝 S123), 카메라(4)에서 조사영역 제어부(71)로 화상 테이터가 송신되며, 피치 검출부(712)에서의 연산처리에 의해 복수의 광조사영역(90)의 피치가 검출된다(스텝 S124). 또한 본 실시형태에서는 피치는 일정하므로, 모든 광조사영역(90)이 카메라(4)에 의해 검출될 필요는 없다. 검출결과인 피치(이하 「검출피치」라 한다.)는 기억부(715)에 기억되는 설정피치(719)와 비교되며(스텝 S125), 설정피치(719)와 검출피치가 동일하지 않은 경우는 피치 제어부(714)에 의해 설정피치(719)와 검출피치에 의거해서 광학유닛 구동부(581)가 제어되며, 광학유닛(58)의 배율이 변경되어 광조사영역(90)의 피치가 변경된다(스텝 S1251).Next, when the
피치의 조정이 완료하면, 광학유닛(58)의 배율 및 포커스 테이블(717)에 의거하여 광학유닛(58)의 초점맞춤위치가 카메라(4)의 촬상면에 일치하고 있는지(즉 초점맞춤위치가 기판(9)상의 감광재료에 일치하고 있는지)가 판단되며(스텝 S126), 일치하고 있지 않은 경우는, 제어부(7)에 의해 스테이지 승강기구(35)가 제어되어 지지 플레이트(34)가 Z방향으로 이동하여 스테이지(32)와 배율변경기구(582)(또는 광학유닛(58))와의 사이의 거리가 변경된다(스텝 S1261). 이것에 의해, 광학유닛(58)과 감광재료와의 사이의 거리가 변경되어 광학유닛(58)의 초점맞춤위치와 감광 재료의 표면이 일치한다. 또한 광학유닛(58)의 카메라(4)측의 텔레센트릭(telecentric)성은 배율이 변경되어도 유지되고 있으며, 스테이지(32)의 승강에 의해 광조사영역(90)의 피치는 변화하지 않는다. 또 포커스 테이블(717)을 이용하지 않고, 촬상 및 스테이지(32)의 승강을 반복하여 포커스 조정이 행해져도 된다.When the pitch adjustment is completed, based on the magnification of the
피치조정 및 포커스 조정의 완료 후, 폭 검출부(711)가 광조사영역(90)의 화상에서 복수의 광조사영역(90)의 각각의 폭을 검출한다(스텝 S127). 또한 본 실시형태와 같이 각 광조사영역(90)의 폭이 일정한 경우는, 1개의 광조사영역(90)의 폭을 검출하는 것에 의해 모든 광조사영역(90)의 폭을 취득할 수 있다.After completion of the pitch adjustment and the focus adjustment, the
이어서, 기억부(715)에 기억되는 설정폭(718)과, 폭 검출부(711)에 의한 검출결과인 각 광조사영역(90)의 폭(이하 「검출폭」이라 한다.)이 비교된다(스텝 S128). 설정폭(718)과 검출폭이 동일하지 않은 경우는, 폭 제어부(713)의 제어에 의해, 설정폭(718)과 검출폭에 의거하여 마스크 슬라이드 기구(57)가 구동되어 제1 마스크(53)를 이동하고, 마스크 셋트 개구(520)의 폭이 변경되어 광조사영역(90)의 폭이 조정된다(스텝 S1281). 설정폭(718)과 검출폭이 동일하게 되면, 셔터(512)가 닫혀져 광조사가 정지한다(스텝 S129).Subsequently, the
광조사영역(90)의 폭 및 피치의 조정이 종료하면, 주사제어부(72)에 의해 스테이지 이동기구(2) 및 헤드부 이동기구(501)가 제어되어 스테이지(32)에 대해서 헤드부(5)가 소정의 묘화개시위치로 이동한다(도7:스텝 S13). 구체적으로는, 스테이지(32)가 (+X)측으로 이동하고, 헤드부(5)가 (-Y)측으로 이동한다. 헤드부(5)에서는 빛의 출사가 개시되어(스텝 S14), 기판(9)의 감광재료상의 광조사영역(90)에 빛이 조사된다.When the adjustment of the width and the pitch of the
그후, 도1 중의 (-X)방향으로 스테이지(32)의 이동이 개시되고(스텝 S15), 광조사영역(90)이 도1 중의 (+X)방향으로 감광재료에 대해서 상대적으로 일정 속도로 주사되는 것에 의해, 설정폭 및 설정피치를 가지는 스트라이프 모양의 복수의 패턴이 기판(9)상의 감광재료에 묘화된다. 광조사영역(90)의 주사가 소정의 종료위치에 도달하면, 스테이지(32)의 이동이 정지하고(스텝 S16), 광조사가 정지한다(스텝 S17).Thereafter, the movement of the
또한 광조사의 개시(스텝 S15)와 스테이지(32)의 이동의 개시(스텝 S16)를 동시에 행하면, 패턴의 시점 근방의 부위에서 노광량이 부족하여 패턴의 엣지의 정밀도가 저하하는 경우는, 스텝(S15)과 스텝(S16)과의 사이에서 적당한 인터벌을 두어, 주사를 정지한 상태에서 광조사가 행해진다. 또 패턴의 종점 근방에 대해서도 마찬가지로, 스테이지(32)의 이동의 정지(스텝 S17)와, 광조사의 정지(스텝 S18)와의 사이에서 적당한 인터벌을 두는 것에 의해, 종점 근방의 엣지의 정밀도를 향상시킬 수 있다.In addition, when the start of light irradiation (step S15) and the start of the movement of the stage 32 (step S16) are performed at the same time, when the exposure amount is insufficient at the site near the viewpoint of the pattern, the accuracy of the edge of the pattern is decreased. At an appropriate interval between S15 and S16, light irradiation is performed in a state where scanning is stopped. Similarly, in the vicinity of the end point of the pattern, by providing a suitable interval between the stop of the movement of the stage 32 (step S17) and the stop of the light irradiation (step S18), the accuracy of the edge near the end point can be improved. Can be.
감광재료에 대한 첫번째의 주사가 종료하면, 기판(9)에 대해서 같은 방향으로 연장하는 스트라이프 모양의 패턴의 묘화가 반복되는지 아닌지(즉 다음의 주사의 유무)가 확인되며, 다음의 주사가 있는 경우에는 스텝(S13)으로 되돌려 스테이지(32)가 다음의 묘화개시위치로 이동하고, 광조사 및 스테이지(32)의 이동(스텝 S13~S17)이 필요한 회수만큼 반복된다. 광조사영역(90)의 주사시의 스테이지(32)의 이동은 (+X)방향과 (-X)방향으로 번갈아 행해지며, 두번째 이후의 스텝(S13)에서 는, 헤드부 이동기구(501)가 헤드부(5)를 소정의 거리만큼 (+Y)방향으로 이동하는 것만으로 헤드부(5)가 묘화개시위치로 이동한다.Upon completion of the first scan of the photosensitive material, it is confirmed whether or not the drawing of the stripe pattern extending in the same direction with respect to the
기판(9)상의 감광재료 전체에 스트라이프 모양의 패턴이 묘화되면 패턴묘화장치(1)에 의한 묘화동작이 종료한다. 또한 감광재료가 컬러 레지스트인 경우는 도7 중의 스텝(S19)은 실행되지 않는다.When the stripe-shaped pattern is drawn on the entire photosensitive material on the
패턴이 묘화된 기판(9)은 패턴묘화장치(1)로부터 반출되며, 별도로 현상되어 기판(9)상에 잔존한 감광재료는 컬러필터의 서브화소가 된다. 이 경우 감광재료는 현상시에 노광부분(즉, 빛이 조사된 부분)이 남는 네가티브형의 컬러 레지스트가 일반적으로 이용된다. 그후, 컬러 레지스트의 도포, 패턴묘화장치(1)에 의한 묘화 및 현상이 반복되어 기판(9)상에 R(적), G(녹), B(청)의 3색의 서브화소가 형성된다. 또한 투명전극의 형성 등의 공정을 거쳐 기판(9)이 액정표시장치에 이용되는 컬러필터가 된다.The
도7 중의 스텝(S19)은 격자모양의 패턴을 기판(9)상에 묘화할 때에 실행된다. 구체예로서는, 패턴묘화장치(1)가 컬러필터의 블랙매트릭스의 묘화에 사용될 때에 실행된다.Step S19 in Fig. 7 is executed when drawing a lattice pattern on the
격자모양의 패턴이 묘화되는 경우, 스텝(S11~S18)에 의해 1방향의 스트라이프 모양의 패턴의 묘화가 완료하면, 묘화가 끝난 패턴과 직교하는 방향의 패턴의 묘화의 유무가 확인되고(스텝 S19), 제어부(7)에 의해 스테이지 회전기구(33)가 구동되어 스테이지 유닛(3)에 유지된 기판(9)의 주면에 수직인 축을 중심으로 스테이지(32)가 90°회전한다(스텝 S191). 이것에 의해, 기판(9)상의 감광재료에 대해서 광조사영역(90)의 주사방향이 상대적으로 90°변경된다.When the grid pattern is drawn, when the writing of the stripe-shaped pattern in one direction is completed by steps S11 to S18, the presence or absence of drawing of the pattern in the direction orthogonal to the drawn pattern is confirmed (step S19). The
주사방향 변경후는, 스테이지 유닛(3)을 촬상위치로 이동하여 광조사영역(90)의 폭 및 피치를 조정하고(스텝 S12), 이하 스테이지(32)를 묘화개시위치로 이동하여 스트라이프 모양의 패턴을 묘화하는 동작이 필요한 회수만큼 반복된다(스텝 S13~S18). 이상과 같이, 패턴묘화장치(1)에서는, 스테이지(32)를 회전하는 것에 의해 기판(9)상의 감광재료에 격자모양의 패턴을 묘화하는 것도 가능하게 되어 있다.After changing the scanning direction, the stage unit 3 is moved to the imaging position to adjust the width and pitch of the light irradiation area 90 (step S12), and the
이상, 제1의 실시형태에 관한 패턴묘화장치(1)에 대해서 설명해 왔지만, 패턴묘화장치(1)에서는, 종래의 래스터 방식에 비해 면적이 큰 복수의 광조사영역(90)에 빛을 조사하기 때문에, 묘화를 고속으로 행할 수 있다. 또 제1 마스크(53)와 제2 마스크(54)에 의해 형성되는 마스크 셋트 개구(520)의 폭을 변경하고, 광학유닛(58)에 의해 광조사영역(90)을 확대 또는 축소하는 것에 의해, 묘화되는 패턴의 폭 및 피치를 용이하게 변경할 수 있다. 이것에 의해, 고분해능으로 스트라이프 모양(또는, 격자모양)의 패턴을 고속으로(즉 단시간으로) 묘화할 수 있다.As mentioned above, although the
예를 들면, 폭이 20 내지 30㎛, 피치가 300 내지 1500㎛의 스트라이프 모양의 패턴을, 1㎛의 분해능으로 1변이 1m인 정사각형의 기판상에 묘화하는 경우, 래스터 방식으로 1개의 광빔을 주사하는 것만으로는 광빔의 변조속도의 제한에 의해 묘화에 장시간을 요하게 되며, 다수의 헤드를 배열하려고 해도 충분한 스페이스를 확보할 수 없다. 본 실시형태에 관한 패턴묘화장치(1)에서는, 예를 들면 복수의 광조사영역(90)을 100㎜폭의 범위내에 배열하는 것에 의해, 상기 조건의 패턴을 수십초로 묘화하는 것이 가능하게 된다.For example, when a stripe-shaped pattern having a width of 20 to 30 µm and a pitch of 300 to 1500 µm is drawn on a square substrate having one side of 1 m with a resolution of 1 µm, one light beam is scanned in a raster manner. It takes a long time to write by limiting the modulation speed of the light beam alone, and sufficient space cannot be secured even when a plurality of heads are arranged. In the
또 패턴묘화장치(1)에서는 광조사영역(90)을 촬상하여 얻어진 데이터와, 미리 입력된 설정폭(718) 및 설정피치(719)에 의거하여, 광조사영역(90)의 폭 및 피치(즉 묘화되는 패턴의 폭 및 피치)를 자동적으로 조정할 수 있다. 또한 마스크 체인저(6)에 의해 마스크를 교환하는 것에 의해, 묘화할 수 있는 패턴의 폭 및 피치의 범위를 확대하여 묘화의 자유도를 향상하는 것도 실현된다.In the
도10은 제2의 실시형태 관한 패턴묘화장치의 마스크부(52a)를 나타내는 도면이며, 패턴묘화장치의 마스크부(52a) 이외의 구성은 도1과 동일하다. 또한 도10에서는, 이하에 설명하는 제1 마스크 유지부(55a) 및 제1 개구(531a)를 굵은 선으로 나타내고 있다.FIG. 10 is a diagram showing a
마스크부(52a)는 도10 중의 Y방향(즉 광조사영역의 주사방향으로 직교하는 방향)으로 일정 피치로 배열 형성된 동일한 폭 및 길이를 가지는 직사각형의 개구 그룹(이하 「개구열」이라 한다.)이 X방향(즉 광조사영역의 주사방향)으로 복수 배열된 2장의 마스크를 가진다. 이하의 설명에서는, 광출사부(51)에 가까운 쪽부터 순서대로 「제1 마스크(53a)」, 「제1 마스크(54a)」라 부른다. 또 마스크부(52a)는 제1 마스크(53a)를 유지하는 제1 마스크 유지부(55a), 제2 마스크(54a)를 유지하는 제2 마스크 유지부(56a), 제1 마스크(53a)를 제2 마스크(54a)에 대해서 Y방향으로 상대적으로 이동하는 마스크 슬라이드 기구(57a) 및 제1 마스크(53a) 및 제2 마스크(54a)를 X방향으로 이동하는 마스크 위치변경기구(59)를 가진다.The
도10 중에 나타내는 바와 같이, 제1 마스크(53a) 및 제2 마스크(54a)는 각각 3열(2열이라도 4열이라도 된다.)의 개구열을 가지며, 2장의 마스크의 대응하는 개 구열끼리 비교하면, 도4의 마스크 셋트와 마찬가지로, 개구의 길이 및 폭은 제1 마스크(53a)의 쪽이 크고, 개구의 피치는 동일하다. 또 1장의 마스크 중의 개구열끼리를 비교하면, 개구열을 구성하는 개구의 폭 및 피치는 서로 다르다.As shown in Fig. 10, the
제2 마스크(54a)는, 그 개구(이하 「제2 개구」라 한다.)(541a)가 대응하는 제1 마스크(53a)의 개구(이하 「제1 개구」라 한다.)(531a)와 겹치도록 제1 마스크(53a)에 접촉한다. 마스크부(52a)에서는, 제1 개구(531a)와 제2 개구(541a)와의 서로 겹치는 영역이 실제의 광통과영역인 마스크 셋트 개구(520a)(도10 중에서 평행사선으로 나타낸다.)가 된다. 또한 제1의 실시형태와 마찬가지로, 제2 마스크(54a)는 제1 마스크(53a)에 대해서 반드시 물리적으로 접촉할 필요는 없으며, 광학적으로 중첩되어 있으면 된다.The
마스크 슬라이드 기구(57a)는 제1 마스크 유지부(55a) 및 제2 마스크 유지부(56a)를 유지하는 슬라이드 프레임(571a), 구동원인 슬라이드용 모터(572a) 그리고 슬라이드용 모터(572a)에 접속되는 볼나사 기구(573a)를 가지며, 제어부(7)의 제어에 의해 슬라이드용 모터(572a)가 볼나사 기구(573a)를 구동하면, 제1 마스크 유지부(55a)가 슬라이드 프레임(571a)을 따라 Y방향으로 이동한다. 이것에 의해, 제1 마스크 유지부(55a)에 유지된 제1 마스크(53a)도 Y방향으로 이동하고, 제1 개구(531a)와 제2 개구(541a)의 겹치는 상태가 변화하여 각 마스크 셋트 개구(520a)의 폭이 변화한다. 또한 도시 생략의 기구에 의해, 제1 마스크 유지부(55a)가 이동하는 동안은 제1 마스크(53a)와 제2 마스크(54a)가 이간(離間)한다.The
마스크 위치변경기구(59)는 슬라이드 프레임(571a)을 유지하는 슬라이드 프 레임 유지부(591), 마스크 위치 변경용 모터(592), 마스크 위치 변경용 모터(592)에 접속되는 볼나사(593), 슬라이드 프레임(571a)에 고정된 너트(594) 및 가이드 레일(595)을 가지며, 제어부(7)에 의해 마스크 위치 변경용 모터(592)가 구동되어 볼나사(593)가 회전하면, 너트(594)와 함께 슬라이드 프레임(571a)이 가이드 레일(595)을 따라 X방향으로 이동한다.The mask
제2의 실시형태에 관한 패턴묘화장치에서는, 패턴을 묘화할 때에 1개의 개구열만이 사용된다. 사용되는 개구열은, 마스크 위치변경기구(59)에 의해 제1 마스크(53a) 및 제2 마스크(54)가 X방향으로 이동하여 광출사부(51)의 연직하방에 배치된다. 어느 개구열을 사용해도 설정폭 및 설정피치가 실현되지 않는 경우에는, 제1의 실시형태와 마찬가지로 제1 마스크(53a) 및 제2 마스크(54a)의 교환이 행해진다.In the pattern drawing apparatus which concerns on 2nd Embodiment, only one opening column is used when drawing a pattern. The opening rows to be used are arranged in the vertical direction below the
제2의 실시형태에 관한 패턴묘화장치의 동작은, 사용되는 개구열의 결정 및 위치결정이 추가된다는 점을 제외하고 제1의 실시형태와 동일하다. 즉 광학유닛(58), 스테이지 승강기구(35)(도1 참조) 및 마스크 슬라이드 기구(57a)에 의해, 사용되는 개구열의 마스크 셋트 개구(520a)에 의한 광조사영역의 폭 및 피치가 조정되며, 그후 스트라이프 모양의 복수의 패턴의 묘화가 필요한 회수만큼 반복된다.The operation of the pattern drawing apparatus according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment except that the determination and the positioning of the aperture row used are added. That is, by the
제2의 실시형태에 관한 패턴 묘화장치에서는, 제1 마스크(53a) 및 제2 마스크(54a)에 의해 다른 폭 및 피치를 가지는 복수의 개구열을 준비해 두고 사용되는 개구열의 선택이 행해지기 때문에, 제1 마스크(53a) 및 제2 마스크(54a)를 다른 마스크와 교환하는 회수를 저감할 수 있다. 그 결과, 다종류의 패턴의 묘화에 신속하게 대응할 수 있다.In the pattern drawing apparatus which concerns on 2nd Embodiment, since the several opening rows which have different width | variety and a pitch are prepared by the
다음에, 제3의 실시형태에 관한 패턴묘화장치에 대해서 설명한다. 제3의 실시형태에 관한 패턴묘화장치는, 도1에 나타내는 패턴묘화장치(1)에서 수은등(513) 및 셔터(512) 대신에 펄스 레이저가 사용되며, 스테이지 회전기구(33)가 생략된 것으로 되어 있다. 그 이외의 기본 구성은 도1과 동일하며, 이하의 설명에서 동일한 부호를 붙인다. 제3의 실시형태에서는, 스테이지 유닛(3)에 레이저 길이 측정등의 고정밀도의 스테이지 위치측정기구가 설치되어, 제어부(7)가 스테이지 위치측정기구에서의 신호를 받아 펄스 레이저를 제어하는 것에 의해, 스테이지(32)의 이동과 광조사의 ON/OFF가 동기된다.Next, the pattern drawing apparatus which concerns on 3rd Embodiment is demonstrated. In the pattern drawing apparatus according to the third embodiment, a pulse laser is used in place of the
펄스 레이저를 광원으로 이용하는 것에 의해, 패턴묘화장치에서는 단시간(1나노초 내지 수십 나노초)에 빛을 감광재료에 조사하는 것이 가능하게 된다. 기판(9)상의 패턴을 묘화해야 할 위치를 광조사영역이 통과할 때에는, 제어부(7)에서 신호가 펄스 레이저의 구동회로로 송신되며, 이것에 의해, 도11에 예시하도록 광조사영역의 형상에 맞춘 복수의 직사각형의 패턴(91)의 묘화가 실현된다. 또한 제1의 실시형태와 마찬가지로 스트라이프 모양의 패턴을 묘화할 때에는 스테이지(32)를 이동하면서 펄스 레이저에서의 펄스 광의 출사가 연속적으로 반복하여 행해진다.By using a pulse laser as a light source, in a pattern drawing apparatus, it becomes possible to irradiate light to a photosensitive material for a short time (1 nanosecond to several tens of nanoseconds). When the light irradiation area passes through the position where the pattern on the
또한, 제1 마스크(53) 및 제2 마스크(54) 대신에 주사방향에 수직한 방향으로 긴 슬릿모양의 마스크를 준비하고, 스테이지(32)의 이동에 동기하여 펄스 레이저를 순간적으로 ON으로 하는 것에 의해, 기판(9)상의 감광재료에 주사방향에 수직한 방향으로 연장하는 스트라이프 모양의 패턴을 묘화하는 것도 가능하게 된다. 그 결과, 주사방향(X방향)으로 연장하는 스트라이프 모양의 복수의 패턴의 묘화, 직사 각형 패턴묘화 및 주사방향에 수직한 방향(Y방향)으로 연장하는 스트라이프 모양의 복수의 패턴의 묘화를 스테이지(32)의 X방향으로 이동(및 헤드부(5)의 Y방향의 이동)을 반복하면서 행하는 것에 의해, 감광재료상에 다양한 패턴을 묘화하는 것이 가능하게 된다. 예를 들면, 도12에 나타내는 복잡한 형상의 블랙매트릭스(92)의 묘화도 가능하게 된다.Instead of the
이상과 같이, 제3의 실시형태에 관한 패턴묘화장치에서는, 광조사를 고속으로 ON/OFF하는 광원이 설치되고, 광원이 스테이지(32)의 이동에 동기하여 제어되므로, 다양한 규칙적인 패턴을 고속으로 묘화할 수 있다. 또 제1의 실시형태와 마찬가지로, 2개의 마스크를 이용하여 복수의 광조사영역의 폭과 피치를 용이 또 고정밀도로 변경할 수 있으므로, 묘화해야 할 패턴의 폭과 피치가 변경된 경우라도 용이하게 대응할 수 있다.As mentioned above, in the pattern drawing apparatus which concerns on 3rd Embodiment, since the light source which turns ON / OFF light irradiation at high speed is provided, and the light source is controlled in synchronization with the movement of the
제1 내지 제3의 실시형태에서는, 컬러필터 제조시에 행해지는 패턴묘화를 예시했지만, 본 발명에 관한 패턴묘화장치는 스트라이프 모양 또는 규칙적인 다양한 패턴을 고속으로 묘화할 수 있으므로, 이와 같은 패턴의 묘화가 구해지는 각종 플랫 패널표시장치의 제조 이외의 다양한 공정에도 적합하다.Although the pattern drawing performed at the time of manufacturing a color filter was illustrated in the 1st thru | or 3rd embodiment, since the pattern drawing apparatus which concerns on this invention can draw a stripe | shape or regular various patterns at high speed, such a pattern It is also suitable for various processes other than the manufacture of various flat panel display devices for which drawing is desired.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 다양한 변경이 가능하다.As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible.
예를 들면, 제1 마스크 및 제2 마스크의 제1 개구와 제2 개구와의 폭 및 길이는 도4 및 도10에 예시한 것에는 한정되지 않고, 제2 개구의 쪽이 커도 되며, 제1 개구와 제2 개구에서 동일해도 된다. 또 각 마스크의 개구형상은 직사각형으로 한정할 필요가 없으며, 광조사영역의 주사방향을 따른 엣지가 서로 평행한 개구이면 스트라이프 모양의 패턴을 적절하게 묘화할 수 있다. 또한 묘화되는 패턴에 맞추어, 마스크 셋트 개구의 폭과 피치는 일정하게 되지 않아도 된다.For example, the width and length of the first opening and the second opening of the first mask and the second mask are not limited to those illustrated in FIGS. 4 and 10, and the second opening may be larger, and the first opening may be larger. It may be the same in the opening and the second opening. In addition, the opening shape of each mask need not be limited to a rectangle, and if the edges along the scanning direction of the light irradiation area are openings parallel to each other, a stripe pattern can be appropriately drawn. In addition, the width and pitch of the mask set openings do not have to be constant in accordance with the pattern to be drawn.
도13은 패턴묘화장치(1)에 이용되는 마스크 이외의 바람직한 예를 나타내는 도면이다. 제1 마스크(53b) 및 제2 마스크(54b)는 빗살모양이며, 도13 중에 나타내는 Y방향(주사방향으로 수직한 방향)으로 배열 형성된 빗살의 간극에 상당하는 광통과영역을 중첩시키는 것에 의해, 평행사선으로 나타내는 마스크 셋트 개구(520b)가 형성되도 된다.FIG. 13 is a diagram showing a preferred example other than the mask used for the
또 도14에 나타내는 바와 같이, 제1 마스크(53c)(굵은 선으로 도시) 및 제2 마스크(54c)는 광통과영역이 되는 간극을 설치하여 Y방향으로 배열된 복수의 직사각형의 판을 배열한 것이라도 된다. 또한 제1 마스크(53c)의 간극과 제2 마스크(54c)의 간극이 서로 겹치는 마스크 셋트 개구(520c)(도14 중에 평행사선으로 나타낸다.)가 X방향으로 너무 긴 경우에는, 광출사부(51)에서 출사되는 빛은 광속단면이 Y방향으로 긴 선모양 빛이 된다.As shown in Fig. 14, the
제2 마스크에 대한 제1 마스크의 이동은 상대적이면 되고, 제1 마스크 대신에 제2 마스크가 이동해도 되며, 양 마스크가 이동해도 된다. 또 제1 마스크와 제2 마스크와의 상대이동은 카메라(4)가 취득한 화상을 모니터에 비추어 작업자에 의해 수동으로 행해져도 된다.The movement of the first mask with respect to the second mask may be relative, and instead of the first mask, the second mask may move or both masks may move. In addition, relative movement between the first mask and the second mask may be performed manually by an operator in view of the image acquired by the
카메라(4)는 반드시 지지플레이트(34) 상에 설치될 필요는 없으며, 스테이지 유닛(3)의 외부에 고정되어 헤드부(5)가 카메라(4)의 상방까지 이동해도 된다. 또 광조사영역의 촬상은 CCD 등의 촬상 디바이스에 직접 빛을 조사하는 것이 아니라, 소정의 조사범위를 간접적으로 촬상하는 것에 의해 행해져도 된다. 또한 광조사영역의 폭과 피치의 검출은 주사방향에 수직한 방향으로 배열된 1차원의 수광소자배열에 의해 행해져도 된다.The
입력부(8)에 입력되는 설정치는 광조사영역의 폭 및 피치를 실질적으로 표현하는 것이면 되고, 예를 들면 폭 또는 피치와, 피치에 대한 폭의 비가 입력되도 된다. 혹은 기판(9)의 형식이 입력되는 것에 의해 제어부(7)에서 폭 및 피치가 특정되어도 된다.The setting value inputted to the
제1의 실시형태에서는, 스테이지(32)를 90°회전하는 것에 의해 격자모양의 패턴의 묘화가 가능하게 되지만, 헤드부(5)를 2조 설치하여 서로 직교하는 방향으로 스트라이프 모양의 패턴의 묘화가 행해져도 된다. 이 경우, 스테이지 회전기구(33)는 필요없게 된다.In the first embodiment, a grid-like pattern can be drawn by rotating the
상기 실시형태에서는 네가티브형의 감광재료에 언급했지만, 현상시에 노광부분이 제거되는 포지티브형의 감광재료가 이용되도 된다. 또한 감광재료는 현상공정을 따르지 않는 다른 종류의 것이라도 된다.In the above embodiment, the negative photosensitive material is mentioned, but a positive photosensitive material in which the exposed portion is removed at the time of development may be used. Moreover, the photosensitive material may be another kind of thing which does not follow the developing process.
또 이미 상술한 바와 같이, 본 발명에 관한 패턴묘화장치는 플랫 패널표시장치(액정표시장치, 플라즈마 표시장치, 유기EL 표시장치 등)에 관한 여러가지 패널의 제조에 특히 적합하지만, 반도체 기판과 프린트 배선기판 혹은 포토마스크용의 유리기판 등의 규칙적인 미세패턴의 묘화에도 적합하다.As already described above, the pattern drawing apparatus according to the present invention is particularly suitable for the production of various panels related to flat panel display devices (liquid crystal display devices, plasma display devices, organic EL display devices, etc.), but semiconductor substrates and printed wirings. It is also suitable for drawing regular fine patterns such as substrates or glass substrates for photomasks.
본 발명을 상세하게 묘사하여 설명했지만, 이미 상술한 설명은 예시적인 것 으로 한정적은 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 범위를 이탈하지 않는 한, 다수의 변형이나 형태가 가능하다는 것이 이해된다.Although the present invention has been described and described in detail, the foregoing description is illustrative and not restrictive. Accordingly, it is understood that many modifications and forms are possible without departing from the scope of the present invention.
본 발명에서는, 규칙적인 패턴을 감광재료 상에 고속으로 묘화할 수 있다.In the present invention, a regular pattern can be drawn on the photosensitive material at high speed.
청구항 3 및 4의 발명에서는, 패턴의 폭을 용이하게 변경할 수 있으며, 청구항 5 내지 8의 발명에서는, 패턴의 피치를 용이하게 변경할 수 잇다.In the invention of
청구항 9 및 10의 발명에서는, 묘화할 수 있는 패턴의 폭 및 피치의 범위를 더 확대할 수 있다.In the inventions of
청구항 11의 발명에서는, 다양한 규칙적인 패턴을 묘화할 수 있으며, 청구항 12의 발명에서는, 격자모양의 패턴을 묘화할 수 있다.In the invention of
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