KR101100627B1 - 노광용 반사경 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디스플레이장치 제조공정에 이용되는 노광장치의 노광용 반사경에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 광원에서 오는 빛으로부터 선택적으로 적외선, 가시광선 및 열선을 투과시키고, 자외선을 반사하는 코팅층; 및 상기 코팅층으로부터 투과된 적외선, 가시광선 및 열선을 투과시키는 베이스미러; 를 포함하고, 상기 코팅층은 선택적으로 적외선, 가시광선 및 열선을 투과시키고 자외선을 반사하도록 다수의 유전체층으로 이루어진 것을 특징으로 하기 때문에 노광장치의 부품이 열화되어 수명이 단축되는 것을 억제할 수 있으며 노광장치의 구성을 단순화 시킬 수 있는 기술이 개시된다.
자외선, 리소그래피, 사진공정, 노광장치, 반사경

Description

노광용 반사경{reflection mirror for photo progress}
본 발명은 디스플레이장치 제조공정에서 사용되는 노광장치의 노광용 반사경에 관한 것이다.
PDP(Plasma Display Panel), LCD(liquid Crystal Display)등 평판디스플레이 장치(Flat panel Display : FPD)에 사용되는 기판의 제조에 전극패턴을 형성하는 방법으로 노광장치의 빔을 패턴마스크를 통하여 포토레지스트가 도포된 기판에 조사하여 기판에 패턴마스크의 패턴이 형성되도록 하는 방법이 사용되고 있다.
이와 같이 기판의 제조에 이용되는 노광장치에는 초고압수은램프, 할로겐램프 등 빔을 발광하는 광원과 광원에서 발광된 빛을 집광하여 한 방향으로 조사하는 반사경 그리고 반사경에서 반사된 빔의 진행방향과 특성을 조정하기 위하여 콜드미러(cold mirror), 인터그레이터렌즈(integrator lens), 콜리메이트미러(collimate mirror), 구면미러(spherical mirror)와 같은 광학소자가 포함된다.
즉, 광원에서 발광된 빔은 반사경에 의해 반사되어 콜드미러에 입사된다. 그리고 콜드미러에 입사된 빔은 진행방향이 바뀌어 인터그레이터렌즈에 입사된다. 인터그레이터렌즈를 통과한 빔은 콜리메이트미러에 의하여 빔의 평행성이 유지되면서 반사되어 구면미러에 입사된다. 구면미러에서 반사된 빔은 광축에 평행하게 진행하면서 패턴마스크를 통과하여 기판에 패턴을 노광하게 된다.
이러한 노광장치에 관하여 대한민국공개특허 제2001-0055188호(발명의 명칭 : 노광기용 조명 광학 장치. 이하 ‘선행기술’이라 함)가 있다.
선행기술에서는 종래의 노광장치에서의 반사경의 반사면이 Al과 MgF2로 단층막 코팅되어 있기 때문에 발산자외선 중 i라인(365nm)의 반사율이 약 87~89% 정도로 반사 집광효율이 떨어지고 적외선 등의 열선에 장시간 노출되었을 경우에 열화에 의하여 코팅막이 손상되는 등 집광경의 수명이 단축되는 문제점을 지적하고 있었다. 그리고 정확하게 패터닝이 이루어지도록 하려면 자외선을 기판 상에 균일한 인텐시티(intensity)로 집광되도록 집광도를 높여서 노광시키는 것이 중요하다. 따라서 선행기술에서는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 Al과 MgF2로 이루어지는 단층막을 다층화하여 다층막코팅을 한 제1집광수단과 제2집광수단을 마련한 것을 특징으로 하는 기술이 개시되어 있다.
그러나 이러한 선행기술에서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
Al과 MgF2로 이루어진 막을 다층화하여 다층막을 구성하였지만, Al 등 금속의 특성상 가시광선, 적외선 및 열선에 대한 투과율이 낮기 때문에 가시광선, 적외선, 열선도 반사되어 광학소자 등 노광장치의 부품이 가열되어 부품의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.
또한, 자외선을 균일한 인텐시티로 집광되도록 하기 위하여 제1집광수단 외 에 제2집광수단까지 구비하다보니 노광장치의 구조가 복잡하게 되었으며 제2집광수단이 추가되는 구성에 의해 노광장치에서 광축을 맞추기 위한 셋팅이 어려운 문제점이 있었다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 가시광선, 적외선, 열선의 투과율 및 자외선의 반사율을 향상시킬 수 있으며 반사된 자외선의 집광도를 향상시킬 수 있는 반사경을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 노광용 반사경은 광원에서 오는 빛으로부터 선택적으로 적외선, 가시광선 및 열선을 투과시키고, 자외선을 반사하는 코팅층; 및 상기 코팅층으로부터 투과된 적외선, 가시광선 및 열선을 투과시키는 베이스미러; 를 포함하고, 상기 코팅층은 선택적으로 적외선, 가시광선 및 열선을 투과시키고 자외선을 반사하도록 다수의 유전체층으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 베이스미러에는 가상의 타원체 표면 일부에 대응되는 오목한 베이스면이 있으며, 상기 가상의 타원체의 제1초점에 위치한 상기 광원에서 오는 자외선을 상기 타원체의 제2초점측으로 반사시킬 수 있도록 상기 코팅층과 상기 베이스면 사이의 각을 설정하여주는 다수의 셀베이스;를 더 포함하고, 상기 코팅층에서 반사된 상기 자외선을 상기 타원체의 제2초점측으로 집광시키기 위하여 상기 베이스면 상에 다수의 상기 셀베이스가 배열된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 노광용 반사경은 가상의 타원체 표면 일부에 대응되는 오목한 베이스면이 있고, 적외선, 가시광선 및 열선 을 투과시키는 베이스미러; 상기 가상의 타원체의 제1초점에 위치한 상기 광원에서 오는 빛으로부터 선택적으로 적외선, 가시광선 및 열선을 투과시키고, 자외선을 상기 타원체의 제2초점측으로 반사시키는 다수의 반사셀; 을 포함하고, 상기 반사셀은 선택적으로 적외선, 가시광선 및 열선을 투과시키고 자외선을 반사하는 코팅층; 및 상기 가상의 타원체의 제1초점에 위치한 상기 광원에서 오는 자외선을 상기 타원체의 제2초점측으로 반사시킬 수 있도록 상기 코팅층과 상기 베이스면 사이의 각을 설정하여주는 다수의 셀베이스;를 포함하며, 상기 코팅층에서 반사된 상기 자외선을 상기 타원체의 제2초점측으로 집광시키기 위하여 상기 베이스면 상에 다수의 상기 셀베이스가 배열된 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 셀베이스는 글라스(glass) 또는 유전체인 것을 또 하나의 특징으로 한다.
여기서 상기 베이스면에 접하는 가상의 평면에 수직인 상기 셀베이스의 단면이 삼각형 형상인 것을 또 하나의 특징으로 한다.
본 발명에 따른 노광용 반사경은 반사셀에 유전체로 된 코팅층을 이용하여 자외선을 반사하고 적외선, 가시광선 및 열선은 그대로 투과시키기 때문에 노광장치의 부품이 가열되어 수명이 단축되는 것을 억제하는 효과가 있다.
또한, 베이스면에 배열된 다수의 반사셀이 베이스면의 제2초점측으로 자외선을 반사하여 집광시켜주기 때문에 광학소자가 불필요하므로 광학소자에 의한 자외 선손실을 최소화할 수 있으며 노광장치의 구성이 보다 단순해지면서 노광장치의 제조단가를 절감할 수 있는 장점이 있다.
이하에서는 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 이해할 수 있도록 첨부된 도면을 참조한 바람직한 실시 예를 들어 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 노광용 반사경을 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 노광용 반사경의 베이스미러 및 반사셀의 단면을 확대한 부분단면도이며. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 노광용 반사경의 반사셀의 단면을 좀 더 확대한 부분단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 노광용 반사경(100)은 반사셀(120) 및 베이스미러(110)를 포함하여 이루어지며, 반사셀(120)은 코팅층(123) 및 셀베이스(121)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 베이스미러(110)는 가상의 타원체 표면 일부에 대응되는 오목한 베이스면(111)이 형성되어 있다. 좀 더 구체적으로 베이스면(111)에 대해 설명하자면, 베이스미러(110)에 형성된 반사면으로서 오목하게 형성되되 그 오목한 면이 타원체 면(두 초점(F1,F2)에 대한 타원의 3차원입체에서의 면)에 대응되도록 형성된 면이다. 그리고 베이스면(111)에는 다수의 반사셀(120)들이 배열되어 있다.
참고로 베이스면(111)은 외부로 노출될 수도 있으나 다수의 반사셀(120)들이 베이스면(111) 전체에 배열되면 외부로 노출되지 않으며 이러한 경우 베이스면(111)은 본 발명을 설명하기 위하여 도입한 가상의 면으로 볼 수 있다.
그리고 바람직하게는 베이스면(111)에 가까운 초점(F1)에 광원이 위치하며, 초점(F1)은 베이스면(111)의 오목한 형상에 의해 정의될 수 있는 내측 공간에 위치한다.
그리고 베이스면(111)을 통해 입사되는 적외선, 가시광선 및 열선은 투과된다.
베이스미러(110)는 글라스(glass) 또는 글라스처럼 적외선, 가시광선 및 열선을 투과시킬 수 있는 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.
베이스미러(110)의 베이스면(111)에는 반사셀(120)이 배열되어 있다.
반사셀(120)은 초고압수은등 또는 할로겐램프와 같은 광원에서 오는 빛으로부터 선택적으로 적외선, 가시광선 및 열선을 투과시키고 자외선을 반사한다. 이러한 반사셀(120)은 코팅층(123) 및 셀베이스(121)를 포함하여 이루어진다.
코팅층(123)은 선택적으로 적외선, 가시광선 및 열선을 투과시키고 자외선을 반사하기 위하여 유전체층(122)들이 다수 코팅된 층이다. 이러한 코팅층(123)을 구성하는데 사용되는 유전체로 TiO2, SiO2, MgF2 등을 들을 수 있으며 복수의 유전체층(122)으로 증착코팅된다. 예를 들어 코팅층(123)은 4~50개의 유전체층(122)들로 구성될 수 있으며, 반사되는 자외선의 파장을 고려하여 결정된다.
그리고 유전체층(122)의 개수 즉, 코팅층(123)의 두께 및 하나의 유전체층(122)의 두께를 조절하여 원하는 파장영역대의 자외선만 선택적으로 반사시키고 적외선, 열선은 투과될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
셀베이스(121)는 코팅층(123)의 하측 면에 위치하고 있다. 다시 말해서, 셀베이스(121)의 표면(124)에 코팅층(123)이 존재한다. 셀베이스(121)의 표면(124)상에 유전체로 코팅하여 유전체로 된 다수의 코팅층(123)이 형성된 것이 바람직하다.
셀베이스(121)는 가상의 타원체의 제1초점(F1)에 위치한 광원에서 오는 자외선을 제2초점(F2)측으로 반사시킬 수 있도록 코팅층(123)과 베이스면(111) 사이의 각을 설정하여 준다.
셀베이스(121)는 코팅층(123)을 투과한 적외선, 가시광선 및 열선을 투과시킨다. 셀베이스(121)는 베이스미러(110)의 베이스면(111)상에 유전체로 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 이러한 경우 셀베이스(121)는 유전체로 이루어진다.
또는 베이스미러(110)의 베이스면(111)을 패터닝하여 셀베이스(121)를 형성시킬수 있다. 이러한 경우 셀베이스(121)는 베이스미러(110)와 동일한 소재인 글라스 또는 글라스처럼 적외선, 가시광선 및 열선을 투과시킬 수 있는 소재로 이루어지게 된다. 이 경우 베이스면(111)은 가상의 면으로서 셀베이스(121)와 베이스미러(110)를 구분짓는 면으로 볼 수 있다.
셀베이스(121)의 형태로는 여러 가지 형태가 있을 수 있다. 셀베이스(121)의 형태에 대한 예로서 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼 반사셀(120) 또는 셀베이 스(121)는 베이스면(111)에 접하는 가상의 평면에 수직인 반사셀(120) 또는 셀베이스(121)의 단면모습이 삼각형 형상인 것을 들을 수 있다.
셀베이스(121)의 표면(124)에 유전체로 된 코팅층(123)이 코팅되어 형성되고 코팅층(123)이 셀베이스(121)의 표면(124)에 평행하게 코팅되므로 셀베이스(121)의 표면(124)과 베이스면(111)이 이루는 각도(A)(셀베이스(121) 표면상의 가상 연장선이 베이스면(111)과 만나는 지점에서 베이스면(111)과 가상 연장선 사이의 각도(A))에 따라 코팅층(123)과 베이스면(111)의 각도(A)가 결정될 수 있다. 코팅층(123)과 베이스면(111)의 각도(A)는 각각의 반사셀(120)마다 다르게 구성될 수 있다.
코팅층(123)과 베이스면(111)의 각도는 자외선이 베이스면(111)의 제2초점(F2)측으로 반사되도록 형성된 것이 바람직하다.
이론상으로 타원체의 제1초점(F1)에서 방사된 빛은 타원체의 제2초점(F2)으로 모이게 된다. 그러나 이러한 이상적인 타원체의 면을 실제로 형성시키기는 매우 어려우며 근사적으로 형성시킬 수 있을 뿐 이상적인 타원체의 면에 비교할 때 오차가 따르기 마련이다.
따라서 이러한 오차를 보정하고 제1초점(F1)에 위치한 광원에서 방사된 자외선을 제2초점(F2)으로 반사시키기 위하여 상기와 같은 반사셀(120)을 베이스면(111)에 마련함으로써 오차를 보정하여 자외선을 반사하게 된다. 반사셀(120)이 오차를 보정하여 반사를 시킬 수 있도록 제1초점(F1)에 대한 각각의 반사셀(120)의 각도(즉, 셀베이스(121)의 표면(124)과 베이스면(111)이 이루는 각도(A))는 반사된 자외선이 제2초점(F2)으로 반사되도록 다르게 형성된 것이 바람직하다.
각각의 반사셀(120)의 코팅층(123)에서 반사된 자외선을 제2초점(F2)측으로 집광시키기 위하여 베이스면(111) 상에 다수의 반사셀(120)(또는 셀베이스(121))이 배열된다.
베이스면(111)상에 다수의 반사셀(120)이 배열되고, 각각의 반사셀(120)에서 제2초점(F2)으로 자외선을 반사하므로 반사된 자외선은 집광된다.
그리고 다수의 반사셀(120) 각각이 자외선을 제2초점(F2)측으로 반사시키기 때문에 제2초점(F2)측에 위치하는 기판상에 자외선이 조사되는 영역에서 자외선 인텐시티는 균등하게 된다.
제1초점(F1)에 위치한 광원에서 방사된 빛은 반사셀(120)의 코팅층(123)에 입사되면서 적외선, 자외선, 열선은 투과되고 자외선은 반사된다. 그리고 자외선은 반사셀(120)(반사셀(120)의 코팅층(123))에 의해 제2초점(F2)으로 반사된다. 반사셀(120)의 코팅층(123)이 유전체층(122)만으로 구성되어 있으므로 적외선, 자외선, 열선의 투과율이 향상되고 노광장치의 부품들이 반사광에 의해 가열되는 것이 억제되기 때문에 노광장치의 부품들의 수명단축이 억제된다.
그리고 반사된 자외선이 제2초점(F2)으로 집광될 수 있도록 셀베이스가 반사셀(120) 각각의 코팅층(123)이 베이스면(111)에 대하여 소정의 각도(A)를 설정하여 주므로(즉, 자외선이 제2초점(F2)으로 반사될 수 있도록 반사셀(120)의 각각의 소정의 각도(A)는 서로 다를 수 있다.) 별도의 광학소자의 도움 없이 마스크를 통해 기판 또는 글라스에 자외선을 조사할 수 있다.
각각의 반사셀(120)의 코팅층(123)에서 반사된 자외선을 제2초점(F2)측으로 집광시키기 위하여 베이스면(111) 상에 다수의 반사셀(120)(또는 셀베이스(121))이 배열되고 각각의 반사셀(120)에서 제2초점으로 자외선을 반사하므로 자외선이 집광되며 제2초점(F2)측에 위치하는 기판상에 적외선이 조사되는 영역에서 자외선인텐시티는 균등하게 된다.
이와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 노광용 반사경에 따르면 반사셀에 유전체로 된 코팅층을 이용하여 자외선을 반사하고 적외선, 가시광선 및 열선은 그대로 투과시키기 때문에 노광장치의 부품이 가열되어 수명이 단축되는 것을 억제할 수 있는 장점이 있으며, 베이스면에 배열된 다수의 반사셀이 베이스면의 제2초점측으로 자외선을 반사하여 집광시켜주기 때문에 광학소자가 불필요하므로 광학소자에 의한 자외선손실을 최소화할 수 있으며 노광장치의 구성이 보다 단순해지면서 노광장치의 제조단가를 절감할 수 있게 된다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예들에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예들은 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것 으로 이해되어져서는 아니되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 노광용 반사경을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 노광용 반사경의 베이스미러 및 반사셀의 일부 단면을 확대하여 개략적으로 나타낸 부분단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 노광용 반사경의 반사셀부분을 확대하여 개략적으로 나타낸 부분단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 노광용 반사경 110 : 베이스미러
111 : 베이스면 120 : 반사셀
121 : 셀베이스 122 : 유전체층
123 : 코팅층 124 : 셀베이스 표면

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 광원에서 오는 빛으로부터 선택적으로 적외선, 가시광선 및 열선을 투과시키고, 자외선을 반사하도록 다수의 유전체층으로 이루어진 코팅층; 및
    상기 코팅층으로부터 투과된 적외선, 가시광선 및 열선을 투과시키는 베이스미러; 를 포함하고,
    상기 베이스미러에는 가상의 타원체 표면 일부에 대응되는 오목한 베이스면이 있으며,
    상기 가상의 타원체의 제1초점에 위치한 상기 광원에서 오는 자외선을 상기 타원체의 제2초점측으로 반사시킬 수 있도록 상기 코팅층과 상기 베이스면 사이의 각을 설정하여주는 다수의 셀베이스;를 더 포함하고,
    상기 코팅층에서 반사된 상기 자외선을 상기 타원체의 제2초점측으로 집광시키기 위하여 상기 베이스면 상에 다수의 상기 셀베이스가 배열된 것을 특징으로 하는
    노광용 반사경.
  3. 가상의 타원체 표면 일부에 대응되는 오목한 베이스면이 있고, 적외선, 가시광선 및 열선을 투과시키는 베이스미러;
    상기 가상의 타원체의 제1초점에 위치한 광원에서 오는 빛으로부터 선택적으로 적외선, 가시광선 및 열선을 투과시키고, 자외선을 상기 타원체의 제2초점측으로 반사시키는 다수의 반사셀; 을 포함하고,
    상기 반사셀은
    선택적으로 적외선, 가시광선 및 열선을 투과시키고 자외선을 반사하는 코팅층; 및
    상기 가상의 타원체의 제1초점에 위치한 상기 광원에서 오는 자외선을 상기 타원체의 제2초점측으로 반사시킬 수 있도록 상기 코팅층과 상기 베이스면 사이의 각을 설정하여주는 다수의 셀베이스;를 포함하며,
    상기 코팅층에서 반사된 상기 자외선을 상기 타원체의 제2초점측으로 집광시키기 위하여 상기 베이스면 상에 다수의 상기 셀베이스가 배열된 것을 특징으로 하는
    노광용 반사경.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 셀베이스는 글라스(glass) 또는 유전체인 것을 특징으로 하는
    노광용 반사경.
  5. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 베이스면에 접하는 가상의 평면에 수직인 상기 셀베이스의 단면이 삼각형 형상인 것을 특징으로 하는
    노광용 반사경.
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