KR100817124B1 - Apparatus for exposing light in fabricating lcd - Google Patents
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Abstract
본 발명은 LCD 제조용 노광 장비에 관한 것으로, 특히 기판의 프리 얼라인 단계에서 사용되는 프리 얼라인 척(pre-align chuck)에 관한 것이다. 본 발명에 따른 LCD 제조용 노광 장비는 프리 얼라인 단계에서 사용되는 프리 얼라인 척은 프리 얼라인 척에 형성된 구멍을 통하여 질소 가스를 주입시켜 줌으로써, 기판에 작용하는 마찰을 줄일 수가 있어 기판을 쉽게 얼라인 할 수 있다. 그러나 종래의 프리 얼라인 척은 기판에 발생하는 마찰을 충분히 제거해 주지 못하고 기판이 휘는 문제가 있다. 본 발명의 프리 얼라인 척은 질소 가스를 주입시키기 위해 척에 형성된 구멍의 크기가 중심에는 작게 형성되고 가장 자리로 갈수록 그 구멍의 크기가 크게 형성되어 있어서 기판에 작용하는 마찰력을 최소화 할 수 있다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to exposure equipment for manufacturing LCDs, and more particularly to a pre-align chuck used in the pre-alignment stage of a substrate. In the exposure apparatus for manufacturing an LCD according to the present invention, the pre-align chuck used in the pre-alignment step injects nitrogen gas through a hole formed in the pre-align chuck, thereby reducing friction applied to the substrate, thereby easily freezing the substrate. Can be. However, the conventional free alignment chuck does not sufficiently remove the friction generated on the substrate, which causes the substrate to bend. In the pre-aligned chuck of the present invention, the size of the hole formed in the chuck to inject nitrogen gas is small in the center, and the size of the hole increases in the edge thereof to minimize the frictional force acting on the substrate.
Description
도 1은 액정 패널을 구성하고 있는 칼라필터 기판 및 박막트랜지스터 기판에 대하여 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically illustrating a color filter substrate and a thin film transistor substrate constituting a liquid crystal panel.
도 2는 얼라인 및 노광을 위한 노광 장비를 나타낸 개략도이다.2 is a schematic diagram illustrating exposure equipment for alignment and exposure;
도 3a는 종래 프리 얼라인 척상에 기판이 올려진 모습을 나타낸 도면이다.3A is a view showing a state where a substrate is mounted on a conventional free alignment chuck.
도 3b는 기판의 변형 때문에 마찰에 의한 힘의 구배 불균일 발생을 보여주는 도면이다. FIG. 3B is a diagram showing the generation of a gradient of force gradient due to friction due to deformation of the substrate.
도 4는 종래 프리 얼라인 척에 형성된 구멍을 보여주는 도면이다. 4 is a view showing a hole formed in a conventional free alignment chuck.
도 5는 본 발명의 LCD 제조용 노광 장비에 따른 프리 얼라인 척에 형성된 구멍을 나타낸 도면이다.5 is a view showing a hole formed in the pre-aligned chuck according to the exposure equipment for manufacturing LCD of the present invention.
도 6은 도 5에 있어서, X축의 단면을 보여주는 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing a cross section of the X-axis in FIG.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **** Explanation of symbols for main parts of drawings **
11: 박막트랜지스터 기판 12: 칼라필터 기판11: thin film transistor substrate 12: color filter substrate
13: 액정층 14: 화소 전극 13: liquid crystal layer 14: pixel electrode
15: 박막트랜지스터 15b: 스토리지 캐패시터15:
16: 실런트 18: 칼라필터16: sealant 18: color filter
19: ITO 20: 스페이서19: ITO 20: spacer
21: 배향막 23: 집광계 21: alignment film 23: light collecting system
24: 레티클 25: 렌즈24: Reticle 25: Lens
26: 플레이트 28: 레티클 얼라인계26
29: 플레이트 얼라인계 30: 레이저 간섭계29: plate alignment system 30: laser interferometer
31: 기준 핀 33: 프리 얼라인 척31: reference pin 33: pre-aligned chuck
34: 기판 41: 구멍34: substrate 41: hole
본 발명은 LCD 제조용 노광 장비에 관한 것으로, 상세하게는 노광 전 단계의 프리 얼라인 단계에서 사용되는 프리 얼라인 척에 관한 것이다.The present invention relates to exposure equipment for LCD manufacturing, and more particularly, to a pre-align chuck used in the pre-alignment step of the pre-exposure step.
최근, CRT 이외에 대화면, 고화질의 다양한 디스플레이 장비가 개발되고 있으며, 대표적으로 PDP, LCD, 프로젝션디스플레이 등이 있다. 그 중에서 LCD는 제조 가격이 비교적 낮고, 두께가 얇으며, 발열량이 적기 때문에 LED와 함께 널리 사용되고 있으며 전자 손목 시계를 비롯하여 TV의 화면 표시는 물론, 옥외 전광판(full color display)으로도 널리 이용되고 있다.Recently, a variety of large screen, high-definition display equipment has been developed in addition to the CRT, and PDP, LCD, and projection displays are representative. Among them, LCDs are widely used with LEDs because of their relatively low manufacturing cost, thin thickness, and low heat generation, and are widely used as electronic wrist watches, TV screen displays, and outdoor full-color displays. .
TFT-LCD 패널의 단면은 도 1에 나타낸 바와 같이 TFT 어레이(Thin Film Transistor) 기판(11)과 C/F (color filter) 기판(12) 사이에 액정층(13)이 형성된 형태로 제작된다. TFT 기판(11)은 각 픽셀마다 설치되어 액정에 신호 전압을 인가하고 차단하는 스위칭(switching) 역할을 담당하는 TFT(15)와, TFT(15)를 통하여 인가된 신호 전압을 액정셀에 가해주는 화소 전극(14)과, 픽셀의 화소 전극(14)에 인가된 신호 전압을 일정 시간 유지시켜주는 스토리지 캐패시터(storage capacitor)(15b)로 이루어진다. C/F 기판(11)은 컬러필터 사이에 형성되는 차광막(미도시)과, 차광막이 형성된 여러 개의 R(red), G(green), B(blue)의 C/F 층(18)위에 ITO(indium tin oxide)로 형성된 공통 전극(19)으로 이루어져 있다.The cross section of the TFT-LCD panel is manufactured in the form of the
그리고, C/F 기판(11)과 TFT 기판(12)의 상부면에는 폴리이미드(polymide)로 구성된 얇은 유기 막으로 액정을 배향하기 위하여 배향막(21)이 형성되어 있다. On the upper surfaces of the C /
상기 C/F 기판(11)과 TFT 기판(12) 사이에는 액정을 주입시킬 수 있도록 스페이서(spacer)(20)를 두어 일정한 높이의 공간이 형성되도록 한다. 패널의 가장자리에 위치한 실런트(sealant)(16)는 셀(cell) 영역을 구성하고 C/F 기판(11)과 TFT 기판(12)을 고정시켜주는 접착제의 역할을 한다.A spacer 20 is disposed between the C /
상기 C/F 기판(11) 및 TFT 기판(12)을 제작하기 위해서 여러 단계의 박막 증착(Thin Film Deposition), 포토리소그래피(Photolithography), 식각(Etching) 등의 공정이 이루어진다.In order to manufacture the C /
특히, 포토리소그래피 공정은 TFT-LCD를 제조하는 과정 중에서 수율을 좌우하는 중요한 요소로서 마스크에 그려진 패턴을 박막이 증착된 유기 기판 위에 전사시켜 형성하는 일련의 공정으로 일반 사진 현상 공정과 같다. 감광액 도포(Photo Resist : PR Coating)단계와, 정렬 및 노광(Align & Exposure)단계와, 현상(Develop)단계가 주요 공정이다.In particular, the photolithography process is an important factor that determines yield in the process of manufacturing TFT-LCD, and is a series of processes in which a pattern drawn on a mask is transferred and formed on an organic substrate on which a thin film is deposited. Photo Resist (PR Coating), Align & Exposure, and Develop steps are the main processes.
정열 및 노광 장비는 도 2 에 도시한 바와 같이 조명 광원으로서 초고압 수은등(35)을 사용하며, 그 빛을 타원경(22)으로 집광하여 파장 필터(filter), 집적 렌즈(integrator lens), 콘덴서(condenser)렌즈 등을 포함하는 집광계(23)에 의해 레티클(24) 상의 패턴을 균일하게 조명한다.The alignment and exposure equipment uses an ultra-high pressure mercury lamp 35 as an illumination light source as shown in FIG. 2, and condenses the light with an
조명된 레티클(24) 상의 패턴은 투영 렌즈(25)를 매개로 기판(26)면 상에 결상되며, 레지스트(resist) 상에 노광된다.The pattern on the
기판(26)는 XY 스테이지(27) 상에 위치하고, 스테이지(27) 상에서 이동·위 치 결정되어 노광이 반복된다.The
또한, 스테이지(27)는 좌표 측정이 가능한 레이저 간섭계(30)를 갖고 있으며, 0.02μm 단위로 위치 좌표를 측정할 수 있다.In addition, the
그리고, 레티클 얼라인계(28)와 플레이트 얼라인계(29)가 있다.Then, there are a
레티클 얼라인계(28)는 십자선 형상의 Y, θ, X 방향에 대한 레티클(24) 위의 얼라인 마크 중심을 광전신호로 파악하여 플레이트 스테이지 좌표계에 대해 레티클(24)의 자세 및 위치를 정밀하게 정합 시킨다. 이 방법은 간단하며 안정성이 높아 레티클(24)은 이 레티클 얼라인계(28)에 의해 자동적으로 위치를 맞추게 된다.The
플레이트 얼라인계(29)에 대해서는 얼라인을 위한 마크가 첫 번째 노광에서 플레이트(26) 상에 전사되고, 공정을 거친 뒤 마크 형성이 된다. 그 때문에 얼라인 센서로서는 프로세스 적합 능력이 높은 것이 필요로 된다.With respect to the
기판 정열은 기판(26) 위에 설치된 Y, θ, X 방향에 대한 얼라인 마크를 검출함으로써 회전 방향에 대해서는 플레이트 스테이지 좌표계의 X축에 정확히 맞추고, 또 X 방향 및 Y 방향에 대해서는 플레이트 스테이지 좌표계 상에서의 위치를 계측함으로써 실행된다.The substrate alignment is precisely aligned with the X axis of the plate stage coordinate system in the rotational direction by detecting alignment marks in the Y, θ, and X directions provided on the
상기 정밀한 얼라인 공정이 진행되기 전에 먼저 기계적으로 노광하고자 하는 기판을 얼라인 척에 올려놓고 얼라인하는 단계가 이루어진다. 즉, 노광하기 전에 기판을 밀어서 러프(rough)하게 프리 얼라인(pre-align) 하는 것이다.Before the precise alignment process is performed, the step of first placing the substrate to be mechanically exposed on the alignment chuck is performed. In other words, the substrate is pushed and roughly pre-aligned before exposure.
그러나, 기판이 대형화됨에 따라 척의 크기가 기판의 크기에 못따라 가기 때 문에 기판이 프리 얼라인 척에 올려지게 되면 기판이 휘게 되어 마찰이 생기게 된다. 이 마찰을 줄이기 위해서 얼라인 척 뒤에서 질소 가스를 불어주게 되는데 기판의 변형에 의한 마찰이 발생하여 기판이 잘 밀리지 않는 문제가 발생한다.However, as the size of the substrate increases, the size of the chuck does not match the size of the substrate, so when the substrate is placed on the pre-aligned chuck, the substrate is bent and friction occurs. In order to reduce this friction, nitrogen gas is blown from the rear of the aligning chuck, and friction occurs due to deformation of the substrate, which causes the substrate to be hardly pushed.
이하, 도면을 참조하여 프리 얼라인 단계에서 발생하는 문제에 대해서 상세히 설명한다.Hereinafter, a problem occurring in the pre-alignment step will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3a 에 도시된 바와 같이 프리 얼라인 척(pre-align chuck)(33) 상에 기판의 위치를 잡아주는 기준 핀(reference pin)(31)이 기판(34)의 크기에 따라 조절할 수 있도록 설치되어 있으며, 기판(34)을 정열 해주기 위해서 기판의 장 방향과 단 방향쪽으로 F1과 F2의 힘으로 기판이 설정된 기준 핀(31)에 맞춰지도록 푸쉬핀(push pin)(32)을 밀어준다.As shown in FIG. 3A, a
이때, 기판의 단 방향에 비해서 장 방향으로 변형이 많이 일어나기 때문에 프리 얼라인 척(33)과 기판(34)의 단 방향이 닿는 부분에서의 마찰력 F2`보다 프리 얼라인 척(33)과 기판(34)의 장 방향이 닿는 부분에서의 마찰력 F1`이 더 크다. 즉, 힘의 균일한 구배를 위해서 기판을 밀어주는 F1 힘의 크기가 F2의 힘의 크기보다 커야한다. 그러나 장비 구조상 F1과 F2를 구분하여 힘을 가해줄 수가 없다. At this time, since the deformation occurs in the longitudinal direction more than the short direction of the substrate, the
즉, 도 3b에 도시된 바와 같이 기판(34)의 장 방향으로의 기판이 변형됨에 따라 프리 얼라인 척(33)의 가장자리 부분에 마찰이 생기게 되는데 이 마찰을 줄이기 위해서 프리 얼라인 척(33)에 구멍을 형성하여 뒷부분에서 기판에 대하여 질소 가스를 주입시켜 주고 있으나 기판의 변형에 의한 마찰이 발생하게 되면 기판이 잘 밀리지 않는다.
종래의 프리 얼라인 척은 도 4에 도시한 바와 같이 프리 얼라인 척(33)에 형성된 구멍(41)이 프리 얼라인 척의 X와 Y축에 대해서 중심에서부터 가장자리까지 똑같은 크기를 가진다. 즉, 프리 얼라인 척의 X축을 따라 형성되어 있는 구멍의 지름은 중심(R3)에서부터 가장자리(R2∼R1)까지 그 크기가 모두 동일하다.(R1=R2=R3) 또한, Y축을 따라 형성되어 있는 구멍의 지름도 중심(R3`)에서부터 가장자리(R2`∼R1`)까지 그 크기가 모두 동일하다.(R1`=R2`=R3`)
그러나 기판이 프리 얼라인 척상에 올려지게 되면 기판의 장 방향 즉, X 축 방향을 따라 기판의 변형으로 인해 생기는 마찰력이 기판의 단 방향 즉, Y축 보다 커서 힘의 균일한 구배가 이루어지지 않는다. That is, as shown in FIG. 3B, as the substrate is deformed in the longitudinal direction of the
In the conventional pre-aligned chuck, as shown in FIG. 4, the
However, when the substrate is placed on the pre-aligned chuck, the frictional force generated by the deformation of the substrate along the long direction of the substrate, that is, the X axis direction is greater than the short direction of the substrate, that is, the Y axis, and thus a uniform gradient of force is not achieved.
이에 본 발명은 상기 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 프리 얼라인 척 상에 놓인 기판의 변형을 방지하기 위한 LCD 제조용 노광 장비를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems of the prior art, an object of the present invention is to provide an exposure apparatus for manufacturing LCD for preventing the deformation of the substrate placed on the pre-aligned chuck.
또한, 본 발명의 다른 목적은 프리 얼라인 척과 기판 사이의 마찰을 줄이기 위한 LCD 제조용 노광 장비를 제공함에 있다. In addition, another object of the present invention to provide an exposure apparatus for manufacturing LCD for reducing the friction between the pre-aligned chuck and the substrate.
기타 본 발명의 목적 및 특징은 이하의 발명의 구성 및 특허청구범위에서 상세히 기술될 것이다.Other objects and features of the present invention will be described in detail in the configuration and claims of the following invention.
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상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프리 얼라인 척은 균일한 힘의 구배를 확보하기 위해서 질소 주입을 위해 형성된 구멍의 크기가 프리 얼라인 척의 중심에는 작고 중심으로부터 멀어질수록 크게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.The pre-aligned chuck of the present invention for achieving the above object is characterized in that the size of the hole formed for nitrogen injection in order to secure a uniform force gradient is smaller in the center of the pre-aligned chuck and larger as it moves away from the center. It is done.
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이하, 본 발명에 따른 LCD 제조용 노광장비에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an exposure apparatus for manufacturing an LCD according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명에 따른 프리 얼라인 척에 형성된 구멍을 나타낸 것이다.Figure 5 shows a hole formed in the pre-aligned chuck according to the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 프리 얼라인 척(33)에 형성된 구멍(41)의 크기 R은 기판(34)의 장 방향 부분이 올려지게 되는 X축에 있어서 프리 얼라인 척(33)의 중심(R3)에서와 프리 얼라인 척의 가장자리(R1)에서 서로 다르다. 즉, 중심(R3)에서 가장자리(R2∼R1)로 갈수록 구멍(41)의 크기는 증가한다(R1`〉R2`〉R3`).
그리고, 기판의 단 방향 부분이 올려지는 부분 즉, 프리 얼라인 척(33)의 Y축에 형성된 구멍의 크기 는 중심(R3`)에서부터 가장자리(R2`∼R1`)까지 모두 동일하다(R1`=R2`=R3`). 구멍 크기의 전체적인 면적은 종래와 동일하다. As shown in FIG. 5, the size R of the
The size of the hole where the unidirectional portion of the substrate is raised, that is, the hole formed in the Y axis of the
이렇게 형성된 프리 얼라인 척(33)에 얼라인 할 기판이 올려지게 되면 구멍의 크기가 큰 쪽에서 주입되는 질소 가스의 주입 양이 많아져 장 방향에 대해서 기판이 휘는 것을 막을 수 있다.When the substrate to be aligned is placed on the
즉, 도 6에 도시한 바와 같이, 프리 얼라인 척(33)의 가장자리에 형성된 구멍으로부터 주입되는 질소 가스는 프리 얼라인 척(33)의 중심부에 형성되어 있는 구멍에서 주입되는 질소 가스보다 많은 양의 질소 가스가 주입된다. 즉, 프리 얼라인 척(33)상에서 기판(34)을 받쳐줄 수 있는 힘이 더욱 커지게 된다.
따라서, 프리 얼라인 척(33)의 가장자리에 형성된 큰 구멍으로부터의 질소 가스 주입이 기판(34)이 기판의 장 방향에 대해서 휘는 것을 막아준다. That is, as shown in FIG. 6, the nitrogen gas injected from the hole formed at the edge of the
Therefore, nitrogen gas injection from the large hole formed at the edge of the
결과적으로, 프리 얼라인 척(33)의 가장 자리로 주입되는 질소 가스의 양과 프리 얼라인 척(33)의 중심으로 주입되는 질소 가스의 양을 다르게하여 기판(34)을 적절히 띄워줌으로써 기판에 대해서 작용했던 마찰력 F1`와 F2`를 0으로 만들어 기판을 자유롭게 얼라인 할 수 있으며, 기판의 위치 좌표의 재현성을 확보할 수 있다. As a result, the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 LCD 제조용 노광장비에 의하면, 프리 얼라인 척에 형성되는 구멍의 크기를 중심에서 가장자리로 갈수록 증가시켜 줌으로써, 기판에 작용하는 마찰력의 최소화를 통한 균일한 힘의 구배를 할 수 있으며, 기판의 위치 좌표의 재현성을 확보할 수 있다.As described above, according to the exposure apparatus for manufacturing LCD according to the present invention, by increasing the size of the hole formed in the pre-align chuck from the center to the edge, the uniform force gradient through minimizing the frictional force acting on the substrate It is possible to ensure the reproducibility of the position coordinates of the substrate.
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2001
- 2001-09-12 KR KR1020010056228A patent/KR100817124B1/en not_active IP Right Cessation
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Non-Patent Citations (2)
Title |
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미국특허 제6077357호 |
일본특개평10-163302호 |
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20101228 Year of fee payment: 4 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |