KR100703662B1 - Optical system for exposure - Google Patents

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Abstract

본 발명은 노광기용 광학계에 관한 것이다. 본 발명은 수은등(50)과 같은 광원과, 상기 수은등(50)에서 나온 광을 그 편광성분에 따라 반사 또는 투과하는 편광빔분할 프리즘(60)과, 상기 편광빔분할 프리즘(60)에서 반사나 투과되어 전달된 각각의 편광성분을 작업대상물(w)에 형성되는 패턴형상에 맞추어 반사하는 제1 및 제2 디지털 미러(62,62')와, 상기 제1 및 제2 디지털 미러(62,62')에서 반사되어 나오는 광의 편광성분을 변환하여 상기 편광빔분할 프리즘(60)에서 반사 또는 투과되도록 하는 제1 및 제2회전편광자(64,64')를 포함하여 구성된다. 이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 노광기의 광학계에 의하면, 광원에서 나온 광을 손실없이 사용할 수 있어 노광작업의 작업성이 좋아지고, 디지털미러를 사용하면서도 사선패턴의 직진성과 폭의 균일성이 높아지는 이점이 있다.The present invention relates to an optical system for an exposure machine. According to the present invention, a light source such as a mercury lamp 50, a polarization beam split prism 60 that reflects or transmits light emitted from the mercury lamp 50 according to its polarization component, and a reflection beam is reflected by the polarization beam split prism 60. First and second digital mirrors 62 and 62 'for reflecting each transmitted and transmitted polarization component in a pattern shape formed on the workpiece w, and the first and second digital mirrors 62 and 62; It includes a first and second rotating polarizers (64, 64 ') for converting the polarization component of the light reflected by') to be reflected or transmitted by the polarization beam split prism (60). According to the optical system of the exposure apparatus according to the present invention having such a configuration, it is possible to use the light emitted from the light source without loss, thereby improving the workability of the exposure operation, and increasing the straightness and the uniformity of the diagonal pattern while using the digital mirror. There is an advantage.

노광기, 디지털미러(DMD), 수은등, 레이저 다이오드 Exposure equipment, digital mirror (DMD), mercury lamp, laser diode

Description

노광기용 광학계{Optical system for exposure}Optical system for exposure

도 1a는 레이저다이오드를 광원으로 사용한 종래 기술에 의한 노광기용 광학계의 구성을 보인 구성도.1A is a block diagram showing a configuration of an optical system for an exposure machine according to the prior art using a laser diode as a light source.

도 1b는 수은등을 광원으로 사용한 종래 기술에 의한 노광기용 광학계의 구성을 보인 구성도.1B is a configuration diagram showing a configuration of an optical system for an exposure machine according to the prior art using a mercury lamp as a light source.

도 2는 종래 기술에 의한 노광기용 광학계를 사용하여 형성된 사선패턴을 보인 평면도.2 is a plan view showing an oblique pattern formed using an optical system for an exposure machine according to the prior art.

도 3은 본 발명에 의한 노광기용 광학계의 바람직한 실시예의 구성을 보인 구성도.3 is a block diagram showing a configuration of a preferred embodiment of an optical system for an exposure machine according to the present invention.

도 4는 본 발명 실시예에서 편광빔분할 프리즘에서 편광성분에 따른 광의 이동경로를 보인 설명도.4 is an explanatory diagram showing a movement path of light according to a polarization component in a polarization beam split prism in an embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명 실시예의 광학계를 사용하여 형성된 사선패턴을 보인 평명도.5 is a flat view showing an oblique pattern formed using the optical system of the embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

50: 수은등 52: 타원경50: mercury lamp 52: ellipsoid

54: 미러 56: 플라이아이렌즈54: mirror 56: flyeye lens

58: 컨덴서렌즈 60: 편광빔분할 프리즘58: condenser lens 60: polarization beam split prism

62: 제1디지털미러 62': 제2디지털미러62: first digital mirror 62 ': second digital mirror

64; 제1회전편광자 64': 제2회전편광자64; 1st rotating polarizer 64 ': 2nd rotating polarizer

68: 프로젝션렌즈 w: 작업대상물68: projection lens w: workpiece

본 발명은 노광기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디지털미러를 사용하여 작업대상물에 선택적으로 노광을 수행하는 노광기용 광학계에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure machine, and more particularly, to an optical system for an exposure machine that selectively performs exposure to a workpiece using a digital mirror.

플라즈마디스플레이패널(PDP), 액정디스플레이(LCD) 등의 평판 디스플레이 장치를 생산하기 위해서는 노광기가 사용된다. 노광기는 광을 작업대상물인 글래스 등에 선택적으로 전달되도록 하여 원하는 형태의 패턴을 형성할 수 있도록 한다.An exposure machine is used to produce flat panel display devices such as plasma display panels (PDPs) and liquid crystal displays (LCDs). The exposure machine selectively transmits light to a glass, which is an object, to form a pattern of a desired shape.

최근에 디지털미러(DMD; digital micromirror display)를 사용하여 별도의 마스크없이 작업대상물에 선택적으로 노광할 수 있는 노광기용 광학계가 제시되고 있다.Recently, optical systems for exposure apparatuses capable of selectively exposing to a workpiece without a separate mask using a digital micromirror display (DMD) have been proposed.

도 1a에는 레이저 다이오드를 광원으로 한 광학계가 도시되어 있다. 이에 따르면, 광원으로 레이저다이오드(1)가 사용되고, 상기 레이저다이오드(1)에서 나온 광은 광섬유(3)를 통해 전달된다. 상기 광섬유(3)를 통해 전달된 광은 플라이아이렌즈(5)(Fly-eye lens)를 통과하면서, 고르게 분포된다. 상기 플라이아이렌즈(5)를 통과한 광은 컨덴서렌즈(7)(Condenser lens)를 통과하면서 평행광으로 만들어진다.1A shows an optical system using a laser diode as a light source. According to this, the laser diode 1 is used as the light source, and the light emitted from the laser diode 1 is transmitted through the optical fiber 3. The light transmitted through the optical fiber 3 is evenly distributed while passing through a fly-eye lens 5. The light passing through the fly's eye lens 5 is made into parallel light while passing through the condenser lens 7.

상기 컨덴서렌즈(7)를 통과한 광은 미러(9)에 의해 반사되어 경로가 바뀌고, 상기 미러(9)에 의해 반사된 광은 프리즘(11)을 통해 디지털미러(13)로 전달된다. 상기 디지털미러(13)는 작업대상물(w)에 형성하기를 원하는 패턴과 대응되게 광을 반사한다. 즉, 상기 디지털미러(13)는 다수개의 작은 단위미러가 각도 조절 가능하게 배열되어 구성되는 것으로, 각각의 단위미러의 각도를 달리하여 광을 반사시키도록 된 것이다. 상기 디지털미러(13)에서 반사된 광은 상기 프리즘(11)에서 반사되어 경로가 바뀐다.The light passing through the condenser lens 7 is reflected by the mirror 9 to change its path, and the light reflected by the mirror 9 is transmitted to the digital mirror 13 through the prism 11. The digital mirror 13 reflects light corresponding to a pattern desired to be formed on the workpiece (w). That is, the digital mirror 13 is configured such that a plurality of small unit mirrors are arranged to adjust the angle, and reflects light by varying the angle of each unit mirror. The light reflected by the digital mirror 13 is reflected by the prism 11 to change the path.

상기 프리즘(11)에서 반사된 광은 프로젝션렌즈(15)를 통과하면서, 광의 크기가 축소 또는 확대된다. 물론 광의 크기를 축소하거나 확대할 필요가 없을 경우에는 프로젝션렌즈(15)를 사용하지 않을 수도 있다. 상기 프로젝션렌즈(15)를 통과한 광은 포커싱렌즈(17)를 통과하여 작업대상물(w)에 집광된다.The light reflected by the prism 11 passes through the projection lens 15, and the size of the light is reduced or enlarged. Of course, when it is not necessary to reduce or enlarge the size of the light, the projection lens 15 may not be used. The light passing through the projection lens 15 passes through the focusing lens 17 and is focused on the work object w.

한편, 도 1b에는 광원으로 수은등을 사용하는 종래 기술에 의한 노광기용 광학계의 구성을 보인 구성도가 도시되어 있다. 이에 따르면, 광원인 수은등(21)에서 나온 광은 타원경(23)에 의해 일방향으로 전달된다. 상기 수은등(21)에서 나온 광은 플라이아이렌즈(25)와 컨덴서렌즈(27)를 통과하여 미러(29)로 전달된다.On the other hand, Figure 1b is a block diagram showing the configuration of an optical system for an exposure machine according to the prior art using a mercury lamp as a light source. According to this, the light from the mercury lamp 21 which is the light source is transmitted in one direction by the ellipsoidal mirror 23. The light from the mercury lamp 21 passes through the fly's eye lens 25 and the condenser lens 27 and is transmitted to the mirror 29.

상기 미러(29)에서 반사되어 경로가 바뀐 광은 디지털미러(31)로 전달된다. 상기 디지털미러(31)로 전달된 광은 디지털미러(31)의 각각의 단위미러에서 반사되어 프로젝션렌즈(33)로 전달된다. 상기 프로젝션렌즈(33)를 통과하여 작업대상물(w)에 전달된다. 물론 상기 프로젝션렌즈(33)를 통과한 광을 작업대상물(w)에 집광시키기 위해 포커싱렌즈를 사용할 수도 있다.The light reflected by the mirror 29 and whose path is changed is transmitted to the digital mirror 31. The light transmitted to the digital mirror 31 is reflected from each unit mirror of the digital mirror 31 and transmitted to the projection lens 33. Passed through the projection lens 33 is delivered to the workpiece (w). Of course, a focusing lens may be used to focus the light passing through the projection lens 33 onto the work object w.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the prior art as described above has the following problems.

먼저, 도 1a에 도시된 종래 기술에서는 레이저다이오드(1)에서 나온 광이 작업대상물(w)로 전달되는 과정에서 손실되는 것이 많다. 예를 들면, 상기 프리즘(11)에서 반사되는 과정에서 일부의 광이 프리즘(11)을 통과하여 손실된다.First, in the prior art illustrated in FIG. 1A, light emitted from the laser diode 1 is often lost in the process of being transferred to the workpiece w. For example, some of the light is lost through the prism 11 in the process of being reflected by the prism 11.

그리고, 상기 디지털미러(31)는 대략 사각형의 단위미러가 다수개 배열되어 구성되는 것이고, 각각의 단위미러의 반사각도를 조절하여 패턴을 형성하는 것이다. 따라서, 직선패턴을 형성하는 것은 상관없으나 사선으로 패턴이 형성되는 경우에는, 도 2에 도시된 바와 같이 패턴이 형성된다. 즉, 패턴의 직진성 및 폭의 균일성이 떨어지는 문제점이 있다.In addition, the digital mirror 31 is composed of a plurality of substantially rectangular unit mirrors are arranged, to form a pattern by adjusting the reflection angle of each unit mirror. Therefore, it does not matter to form a straight pattern, but when the pattern is formed with an oblique line, the pattern is formed as shown in FIG. That is, there is a problem in that the linearity and width uniformity of the pattern are inferior.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 광원에서 나온 광의 이용효율을 극대화한 노광기의 광학계를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and to provide an optical system of an exposure machine that maximizes the utilization efficiency of light emitted from a light source.

본 발명의 다른 목적은 디지털미러를 사용하는 노광기의 광학계에서 사선으로 형성되는 패턴의 품질을 높이는 것이다.Another object of the present invention is to improve the quality of the pattern formed by diagonal lines in the optical system of the exposure machine using the digital mirror.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 광원과, 상기 광원에서 나온 광을 그 편광성분에 따라 반사 또는 투과하는 편광빔분할 프리즘과, 상기 편광빔분할프리즘에서 반사나 투과되어 전달된 각각의 편광성분을 각각의 편광성분을 각각의 단위미러가 작업대상물에 형성되는 패턴형상에 맞추어 반사하고 상기 단위미러가 서로 위상차를 가지는 제1 및 제2 디지털 미러와, 상기 제1 및 제2 디지털 미러에서 반사되어 나오는 광의 편광성분을 변환하여 상기 편광빔분할프리즘에서 반사 또는 투과되도록 하는 제1 및 제2회전편광자를 포함하여 구성된다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, the present invention is a light source, a polarization beam split prism that reflects or transmits the light emitted from the light source according to the polarization component, and the reflection in the polarization beam split prism The first and second digital mirrors reflecting each polarized component transmitted and transmitted according to a pattern shape in which each unit mirror is formed on the workpiece, and the unit mirrors having a phase difference from each other; And first and second rotating polarizers for converting the polarization components of the light reflected from the first and second digital mirrors to be reflected or transmitted by the polarization beam split prism.

상기 광원과 편광빔분할 프리즘의 사이에는 광의 분포를 고르게 하는 플라이아이렌즈와 광을 평행하게 만들어주는 컨덴서렌즈가 더 구비된다.Between the light source and the polarization beam split prism is further provided with a fly's eye lens to even the light distribution and a condenser lens to make the light parallel.

상기 광원과 상기 플라이아이렌즈 사이에는 광의 경로를 바꾸어주는 미러가 더 구비된다.A mirror for changing the path of light is further provided between the light source and the fly's eye lens.

상기 편광빔분할프리즘을 통과하여 작업대상물로 전달되는 광의 경로 상에는 광의 크기를 확대나 축소시키는 프로젝션렌즈와 광이 작업대상물에 정확하게 집광되도록 하는 포커싱렌즈가 더 구비된다.On the path of the light passing through the polarization beam split prism to the workpiece, a projection lens for enlarging or reducing the size of the light and a focusing lens for accurately condensing the light on the workpiece are further provided.

상기 광원은 초고압 수은등이 사용되고, 상기 수은등에서 나온 공은 타원경에 의해 모아져 일방향으로 전달된다.As the light source, an ultra-high pressure mercury lamp is used, and balls from the mercury lamp are collected by an ellipsoidal mirror and transmitted in one direction.

상기 광원으로는 레이저 다이오드가 사용될 수 있다.A laser diode may be used as the light source.

상기 편광성분은 p편광과 s편광이고, 상기 편광빔분할프리즘은 p편광성분을 반사하고 s편광성분을 투과하거나, p편광성분을 투과하고 s편광성분을 반사한다.The polarization components are p-polarized light and s-polarized light, and the polarization beam split prism reflects p-polarized light and transmits s-polarized light, or transmits p-polarized light and reflects s-polarized light.

상기 회전편광자는 각각의 편광성분을 45°만큼 회전시켜 편광성분을 바꾼다.The rotating polarizer rotates each polarization component by 45 ° to change the polarization component.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 노광기의 광학계에 의하면, 광원에서 나온 광을 손실없이 사용할 수 있어 노광작업의 작업성이 좋아지고, 디지털미러를 사용하면서도 사선패턴의 직진성과 폭의 균일성이 높아지는 이점이 있다.According to the optical system of the exposure apparatus according to the present invention having such a configuration, it is possible to use the light emitted from the light source without loss, thereby improving the workability of the exposure operation, and increasing the straightness and the uniformity of the diagonal pattern while using the digital mirror. There is an advantage.

이하, 본 발명에 의한 노광기의 광학계의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of an optical system of an exposure apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3에는 본 발명에 의한 노광기의 광학계의 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 이에 도시된 바에 따르면, 본 발명 실시예에서 광원은 초고압 수은등(50)이 사용된다. 상기 초고압 수은등(50)에서 나온 광은 편광되지 않은 상태이고, 크게 s편광성분과 p편광성분으로 나눌 수 있다. 상기 수은등(50)은 타원경(52)에 의해 둘러싸여 있다. 상기 타원경(52)은 상기 수은등(50)에서 나온 광을 일방향으로 모아 전달하게 된다.3 shows a preferred embodiment of the optical system of the exposure machine according to the present invention. As shown, the ultra-high pressure mercury lamp 50 is used as the light source in the embodiment of the present invention. The light emitted from the ultra-high pressure mercury lamp 50 is not polarized and can be largely divided into s-polarized component and p-polarized component. The mercury lamp 50 is surrounded by an ellipsoid mirror 52. The ellipsoidal mirror 52 collects and transmits the light emitted from the mercury lamp 50 in one direction.

한편, 상기 광원으로 수은등(50) 대신에 레이저다이오드를 사용할 수도 있다. 물론, 상기 레이저다이오드는 고가의 장비이기는 하지만 일정하게 편광된 성분을 가지는 광을 제공할 수 있다.Meanwhile, a laser diode may be used instead of the mercury lamp 50 as the light source. Of course, the laser diode may provide light having expensive polarized components, although expensive equipment.

미러(54)는 상기 수은등(50)에서 나오고 타원경(52)에서 반사된 광의 방향을 바꾸어주는 역할을 한다. 즉, 광을 반사하여 본 실시예에서는 광경로가 직각으로 꺽이도록 하는 것이다.The mirror 54 serves to change the direction of the light emitted from the mercury lamp 50 and reflected from the ellipsoid mirror 52. In other words, the light path is reflected so that the optical path bends at right angles in this embodiment.

상기 미러(54)에서 반사된 광은 플라이아이렌즈(56)에 의해 조도분포가 균일하게 된다. 상기 플라이아이렌즈(56)는 상기 미러(54)를 통과한 광의 경로 상에 설치된다.상기 플라이아이렌즈(56)를 통과한 위치에는 컨덴서렌즈(58)가 구비된다. 상기 컨덴서렌즈(58)는 상기 광을 평행광으로 만들어주는 역할을 한다.The light reflected from the mirror 54 is uniformly distributed by the fly's eye lens 56. The fly's eye lens 56 is installed on a path of light passing through the mirror 54. A capacitor's lens 58 is provided at a position passing through the fly's eye lens 56. The condenser lens 58 serves to make the light into parallel light.

상기 컨덴서렌즈(58)를 통과한 위치에는 편광빔분할 프리즘(60)이 설치된다. 상기 편광빈분할 프리즘(60)은 광의 편광성분중 어느 하나는 반사하고 다른 하나는 투과하는 특징으로 가진 것이다. 예를 들면, s편광성분은 투과시키고 p편광성분은 반사시키는 성질을 가진다.The polarization beam split prism 60 is installed at the position passing through the condenser lens 58. The polarization frequency division prism 60 is characterized by reflecting any one of the polarization components of light and transmitting the other. For example, the s-polarized component transmits and the p-polarized component reflects.

상기 편광빔분할 프리즘(60)을 투과한 광(s편광성분)이 진행하는 경로상에는 제1디지털미러(62)가 설치된다. 상기 제1디지털미러(62)는 다수개의 단위미러(도시되지 않음)가 가로세로로 배열된 것이다. 상기 제1디지털미러(62)의 각각의 단위미러는 개별적으로 소정 각도만큼 씩 회전할 수 있어 편광빔분할 프리즘(60)을 통과하여 온 광을 선택적으로 방향을 달리하여 반사할 수 있다.The first digital mirror 62 is provided on a path through which the light (s polarization component) transmitted through the polarization beam split prism 60 travels. The first digital mirror 62 has a plurality of unit mirrors (not shown) arranged horizontally and vertically. Each unit mirror of the first digital mirror 62 may individually rotate by a predetermined angle to selectively reflect light coming through the polarization beam split prism 60 in a different direction.

상기 제1디지털미러(62)와 편광빔분할 프리즘(60)의 사이에는 제1회전편광자(64)가 설치된다. 상기 제1회전편광자(64)는 일방향으로 통과하는 편광을 45°만큼 회전시키게 된다. 따라서, 상기 제1디지털미러(62)에서 반사되는 광은 그 성분이 바뀌어 s편광성분에서 p편광성분으로 된다.A first rotating polarizer 64 is disposed between the first digital mirror 62 and the polarization beam split prism 60. The first rotating polarizer 64 rotates the polarized light passing in one direction by 45 °. Accordingly, the light reflected by the first digital mirror 62 is changed in its component to become the p-polarized component from the s-polarized component.

따라서, 상기 제1디지털미러(62)를 통과한 광이 상기 제1회전편광자(64)를 통과하는 과정에서 편광성분이 바뀐다. 예를 들어 편광빔분할 프리즘(60)을 투과하여 온 s편광성분의 광은 p편광성분으로 바뀌면서 상기 편광빔분할 프리즘(60)에서 반사되어 전달된다.Therefore, the polarization component is changed while the light passing through the first digital mirror 62 passes through the first rotating polarizer 64. For example, the light of the s-polarization component that has passed through the polarization beam split prism 60 is converted into the p-polarization component and reflected by the polarization beam split prism 60 and transmitted.

한편, 상기 편광빔분할 프리즘(60)에서 광이 반사되어 전달되는 경로상에는 제2디지털미러(62')가 설치된다. 상기 제2디지털미러(62') 역시 다수개의 단위미러가 배치되어 구성된 것이다. 상기 제2디지털미러(62')와 상기 편광빔분할 프리즘(60)의 사이에는 제2회전편광자(64')가 설치된다. 상기 제2회전편광자(64') 역시 일방향으로 통과하는 편광을 45°만큼 회전시키는 것이다. 따라서, 상기 제2디지털미러(62')에서 반사되는 광은 그 성분이 바뀌어 즉, p편광성분에서 s편광성분으로 바뀐다.On the other hand, a second digital mirror 62 ′ is provided on a path through which light is reflected from the polarization beam split prism 60. The second digital mirror 62 'also includes a plurality of unit mirrors. A second rotating polarizer 64 ′ is provided between the second digital mirror 62 ′ and the polarization beam split prism 60. The second rotating polarizer 64 ′ also rotates the polarized light passing in one direction by 45 °. Accordingly, the light reflected by the second digital mirror 62 'is changed in its component, that is, changed from the p-polarized component to the s-polarized component.

즉, 상기 제2디지털미러(62')에서 반사된 광이 상기 제2회전편광자(64')를 통과하는 과정에서 편광성분이 바뀐다. 예를 들어 편광빔분할 프리즘(60)에서 반사되어 온 p편광성분의 광은 s편광성분으로 바뀌면서 상기 편광빔분할 프리즘(60)을 투과하여 전달된다.That is, the polarization component is changed while the light reflected by the second digital mirror 62 'passes through the second rotating polarizer 64'. For example, the light of the p-polarized component reflected by the polarization beam split prism 60 is transferred to the s-polarized component and transmitted through the polarized beam split prism 60.

여기서, 상기 제1디지털미러(62)와 제2디지털미러(62')는 반사되는 광이 위상차를 가지도록 설계된다. 즉, 상기 디지털미러(62,62')에서 반사되는 광이 작업대상물(w)에 조사될 때, 서로 위상차를 가지도록 단위미러가 배치된다.Here, the first digital mirror 62 and the second digital mirror 62 'are designed such that the reflected light has a phase difference. That is, when the light reflected from the digital mirrors (62, 62 ') is irradiated to the workpiece (w), the unit mirror is disposed so as to have a phase difference from each other.

상기 제1 및 제2디지털미러(62,62')에서 반사되어 상기 편광빔분할 프리즘(60)을 지나온 광이 진행하는 경로 상에는 프로젝션렌즈(68)가 설치된다. 상기 프로젝션렌즈(68)는 광의 크기를 축소 또는 확대하는 것이다. 상기 프로젝션렌즈(68)를 통과한 광이 전달되는 경로상에는 포커싱렌즈(도시되지 않음)가 설치될 수도 있다. 물론, 상기 포커싱렌즈는 상기 프로젝션렌즈(68)와 하나의 유니트로 제작될 수도 있다. 상기 프로젝션렌즈(68)를 통과한 광은 작업대상물(w)에 조사된다.Projection lenses 68 are installed on the paths of the light reflected from the first and second digital mirrors 62 and 62 'and passing through the polarization beam split prism 60. The projection lens 68 reduces or enlarges the size of the light. A focusing lens (not shown) may be installed on a path through which light passing through the projection lens 68 is transmitted. Of course, the focusing lens may be manufactured in one unit with the projection lens 68. Light passing through the projection lens 68 is irradiated to the workpiece (w).

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 노광기의 광학계의 작용을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the operation of the optical system of the exposure apparatus according to the present invention having the configuration as described above will be described in detail.

먼저, 본 발명의 광학계에서 광이 작업대상물(w)에 전달되는 것을 설명한다. 광원인 수은등(50)에서 나온 광은 상기 미러(54)로 전달된다. 물론 상기 수은등(50)에서 나온 광중 상기 미러(54) 방향이 아닌 다른 방향으로 나온 광은 상기 타원경(52)에 의해 미러(54)방향으로 반사된다.First, the light is transmitted to the workpiece (w) in the optical system of the present invention. Light from the mercury lamp 50, which is a light source, is transmitted to the mirror 54. Of course, light emitted from the mercury lamp 50 in a direction other than the mirror 54 is reflected in the mirror 54 by the ellipsoidal mirror 52.

상기 미러(54)에서 경로가 수직으로 꺽인 광은 상기 플라이아이렌즈(56)를 통과한다. 광이 상기 플라이아이렌즈(56)를 통과하면서, 그 분포가 고르게 된다. 상기 플라이아이렌즈(56)를 통과한 광은 상기 컨덴서렌즈(58)로 전달된다. 상기 컨덴서렌즈(58)를 통과하면서 상기 광은 평행광으로 만들어진다.Light in which the path is bent vertically in the mirror 54 passes through the fly's eye lens 56. As light passes through the fly's eye lens 56, its distribution is even. Light passing through the fly's eye lens 56 is transmitted to the condenser lens 58. The light is made into parallel light while passing through the condenser lens 58.

상기 컨덴서렌즈(58)를 통과하여 나온 광은 상기 편광빔분할 프리즘(60)으로 전달된다. 상기 편광빔분할 프리즘(60)에서 상기 광은 s편광성분과 p편광성분이 그 전달 경로를 달리한다. 이는 상기 편광빔분할 프리즘(60)은 s편광성분은 투과시키고, p편광성분은 반사시키는 성질을 갖기 때문이다.Light exiting the condenser lens 58 is transmitted to the polarization beam split prism 60. In the polarization beam split prism 60, the s-polarized component and the p-polarized component have different transmission paths. This is because the polarization beam split prism 60 transmits the s-polarized component and reflects the p-polarized component.

즉, 도 4에 잘 도시된 바와 같이, s편광성분은 편광빔분할 프리즘(60)을 투과하여 상기 제1회전편광자(64)를 거쳐 제1디지털미러(62)로 전달된다. 상기 제1디지털미러(62)에서는 s편광성분이 반사되고, 상기 제1회전편광자(64)를 거치면서, p편광성분으로 변환된다. 상기 p편광성분의 광은 상기 편광빔분할 프리즘(60)에서 반사되어 상기 프로젝션렌즈(68) 쪽으로 전달된다.That is, as shown in FIG. 4, the s-polarized component passes through the polarization beam split prism 60 and is transmitted to the first digital mirror 62 via the first rotating polarizer 64. In the first digital mirror 62, the s-polarized component is reflected and converted into the p-polarized component while passing through the first rotating polarizer 64. Light of the p-polarized component is reflected by the polarization beam split prism 60 and transmitted to the projection lens 68.

그리고, 상기 편광빔분할 프리즘(60)으로 들어간 p편광성분은 반사되어 상기 제2회전편광자(64')쪽으로 전달된다. 상기 제2회전편광자(64')를 거쳐 상기 제2디지털미러(62')로 전달된 광은 제2디지털미러(62')에서 반사된다. 이때, 상기 제2디지털미러(62')에서 반사되는 광은 상기 제1디지털미러(62)에서 반사된 광과 위상차를 가지게 된다.Then, the p-polarized component that has entered the polarization beam split prism 60 is reflected and transmitted to the second rotating polarizer 64 ′. The light transmitted to the second digital mirror 62 'via the second rotating polarizer 64' is reflected by the second digital mirror 62 '. In this case, the light reflected from the second digital mirror 62 ′ has a phase difference from the light reflected from the first digital mirror 62.

상기 제2디지털미러(62')에서 반사된 광은 상기 제2회전편광자(64')를 통과하면서 s편광선분으로 변환된다. 상기 s편광성분으로 변환된 광은 상기 편광빔분할 프리즘(60)을 투과하게 된다. 따라서, 상기 s편광성분의 광은 상기 프로젝션렌즈(68)로 전달된다.The light reflected by the second digital mirror 62 'is converted into s-polarized light while passing through the second rotating polarizer 64'. The light converted into the s-polarization component is transmitted through the polarization beam split prism 60. Thus, the light of the s-polarized component is transmitted to the projection lens 68.

상기 프로젝션렌즈(68)를 통과한 광은 상기 작업대상물(w)에 조사되어 패턴을 형성한다. 이때, 상기 작업대상물(w)에 사선의 패턴이 형성되는 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 된다. 즉, s편광성분과 p편광성분의 광이 가지는 위상차에 의해 각각의 단위미러에서 반사된 광이 서로 겹쳐지게 노광영역을 형성한다. 이와 같이 됨에 의해 사선으로 형성되는 패턴의 직진성이 높아지고, 특히 패턴의 폭의 균일성이 높아진다.Light passing through the projection lens 68 is irradiated to the workpiece (w) to form a pattern. At this time, when the oblique pattern is formed on the workpiece (w), as shown in FIG. That is, the exposure region is formed so that the light reflected from each unit mirror overlaps each other due to the phase difference between the light of the s-polarized component and the p-polarized component. By doing in this way, the linearity of the pattern formed diagonally becomes high, especially the uniformity of the width | variety of a pattern becomes high.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.The rights of the present invention are not limited to the embodiments described above, but are defined by the claims, and various changes and modifications can be made by those skilled in the art within the scope of the claims. It is self-evident.

예를 들면, 설계조건에 따라서는 상기 미러(54)를 사용하지 않도록 광원의 위치를 상기 플라이아이렌즈(56)와 일직선상에 둘 수도 있다.For example, depending on design conditions, the position of the light source may be aligned with the fly's eye lens 56 so that the mirror 54 is not used.

그리고, 상기 편광빔분할 프리즘(60)은 p편광성분은 모두 투과시키고, s편광성분은 모두 반사하는 성질을 가지는 것이 사용될 수 있다.In addition, the polarization beam split prism 60 may have a property of transmitting all p-polarized components and reflecting all s-polarized components.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 노광기의 광학계에서는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.In the optical system of the exposure machine according to the present invention as described in detail above, the following effects can be obtained.

먼저, 본 발명에서는 광의 p편광성분과 s편광성분 모두를 노광에 사용할 수 있어, 광원에서 나온 광을 손실없이 모두 사용할 수 있어 노광의 효율과 노광작업 의 작업성이 좋아지는 효과가 있다.First, in the present invention, both the p-polarized component and the s-polarized component of the light can be used for exposure, so that the light emitted from the light source can all be used without loss, thereby improving the efficiency of exposure and workability of the exposure operation.

그리고, 본 발명에서는 2개의 디지털미러에서 반사되는 광이 위상차를 가지도록 하였으므로, 특히 사선으로 형성되는 패턴의 직진성과 폭의 균일성이 높아지는 효과를 기대할 수 있다.In addition, in the present invention, since the light reflected by the two digital mirrors has a phase difference, the effect of increasing the straightness and the uniformity of the width formed by the diagonal lines in particular can be expected.

Claims (9)

광원과,Light source, 상기 광원에서 나온 광을 그 편광성분에 따라 반사 또는 투과하는 편광빔분할 프리즘과,A polarization beam split prism for reflecting or transmitting the light from the light source according to the polarization component; 상기 편광빔분할프리즘에서 반사나 투과되어 전달된 각각의 편광성분을 각각의 편광성분을 각각의 단위미러가 작업대상물에 형성되는 패턴형상에 맞추어 반사하고 상기 단위미러가 서로 위상차를 가지는 제1 및 제2 디지털 미러와,Reflecting each polarization component reflected or transmitted by the polarization beam split prism according to a pattern shape in which each unit mirror is formed on a workpiece, and the unit mirrors having a phase difference from each other; With 2 digital mirrors, 상기 제1 및 제2 디지털 미러에서 반사되어 나오는 광의 편광성분을 변환하여 상기 편광빔분할프리즘에서 반사 또는 투과되도록 하는 제1 및 제2회전편광자를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 노광기의 광학계.And first and second rotating polarizers for converting the polarization components of the light reflected from the first and second digital mirrors to be reflected or transmitted by the polarization beam split prism. 제 1 항에 있어서, 상기 광원과 편광빔분할 프리즘의 사이에는 광의 분포를 고르게 하는 플라이아이렌즈와 광을 평행하게 만들어주는 컨덴서렌즈가 더 구비됨을 특징으로 하는 노광기의 광학계.The optical system of the exposure apparatus of claim 1, further comprising a fly's eye lens for evening the light distribution and a condenser lens for paralleling the light between the light source and the polarization beam split prism. 제 2 항에 있어서, 상기 광원과 상기 플라이아이렌즈 사이에는 광의 경로를 바꾸어주는 미러가 더 구비됨을 특징으로 하는 노광기의 광학계.The optical system of claim 2, wherein a mirror for changing a path of light is further provided between the light source and the fly's eye lens. 제 1 항에 있어서, 상기 편광빔분할프리즘을 통과하여 작업대상물로 전달되는 광의 경로 상에는 광의 크기를 확대나 축소시키는 프로젝션렌즈와 광이 작업대 상물에 정확하게 집광되도록 하는 포커싱렌즈가 더 구비됨을 특징으로 하는 노광기의 광학계.According to claim 1, On the path of the light passing through the polarization beam split prism to the workpiece, a projection lens for increasing or reducing the size of the light and a focusing lens for accurately condensing the light on the object of the workbench is further provided. Optical system of the exposure machine. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원은 초고압 수은등이 사용되고, 상기 수은등에서 나온 공은 타원경에 의해 모아져 일방향으로 전달됨을 특징으로 하는 노광기의 광학계.The optical system of any one of claims 1 to 4, wherein the light source uses an ultra-high pressure mercury lamp, and balls from the mercury lamp are collected by an ellipsoid and transferred in one direction. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원으로는 레이저 다이오드가 사용됨을 특징으로 하는 노광기의 광학계.The optical system of any one of claims 1 to 4, wherein a laser diode is used as the light source. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 편광성분은 p편광과 s편광임을 특징으로 하는 노광기의 광학계.The optical system according to any one of claims 1 to 4, wherein the polarization components are p-polarized light and s-polarized light. 제 7 항에 있어서, 상기 편광빔분할프리즘은 p편광성분을 반사하고 s편광성분을 투과하거나, p편광성분을 투과하고 s편광성분을 반사함을 특징으로 하는 노광기의 광학계. 8. An optical system according to claim 7, wherein the polarization beam split prism reflects the p-polarized component and transmits the s-polarized component, or transmits the p-polarized component and reflects the s-polarized component. 제 1 항에 있어서, 상기 회전편광자는 각각의 편광성분을 45°만큼 회전시켜 편광성분을 바꿈을 특징으로 하는 노광기의 광학계. The optical system of claim 1, wherein the rotating polarizer changes polarization components by rotating each polarization component by 45 °.
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