KR101222204B1 - 노광 장치, 노광 방법 및 표시용 패널 기판의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
광 빔에 의한 기판의 주사를 복수 회 실시하여, 기판의 패턴을 묘화할 때에, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사마다의 어긋남을 억제하여, 묘화의 정밀도를 향상시킨다. 척(10)과 광 빔 조사 장치(20)를 상대적으로 이동하면서, 묘화 데이터를 광 빔 조사장치(20)의 구동 회로(27)로 공급한다. 척(10)에 마련된 수광 수단(CCD 카메라, 51)에 의해, 광 빔 조사 장치(20)의 헤드부(20a)로부터 조사된 광 빔을 수광하고, 수광된 광 빔으로부터, 광 빔에 의해 미리 묘화되는 패턴(2)의 주사마다의 어긋남을 검출하고, 검출 결과에 근거하여, 묘화 데이터의 좌표를 보정한다.
Description
본 발명은, 액정 디스플레이 장치 등의 표시용 패널 기판의 제조에 있어서, 포토레지스트가 도포된 기판으로의 광 빔을 조사하고, 광 빔에 의해 기판을 조사하여 기판에 패턴을 묘화하는 노광 장치, 노광 방법 및 이들을 이용한 표시용 패널 기판의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 광 빔에 의한 기판의 조사를 다수 회 실시하는 노광 장치, 노광 방법 및 이들을 이용한 표시용 패널 기판의 제조 방법에 관한다.
표시용 패널로서 이용되는 액정 디스플레이 장치의 TFT(Thin Film Transistor) 기판이나 컬러 필터 기판, 플라즈마 디스플레이 패널용 기판, 유기EL(Electronicluminescence) 표시 패널용 기판 등의 제조는, 노광 장치를 이용하여, 포토리소그래피 기술에 의해 기판 상에 패턴을 형성하여 수행된다. 노광 장치로서는, 종래에, 렌즈 또는 거울을 이용하여 마스크의 패턴을 기판 상에 투영하는 프로젝션 방식과, 마스크와 기판 사이의 미세한 틈새(프록시미티 갭)를 설치하여 마스크의 패턴을 기판으로 전사하는 프록시미티 방식이 있다.
근래, 포토레지스트가 도포된 기판으로의 광 빔을 조사하고, 광 빔에 의해 기판을 조사하여, 기판에 패턴을 묘화하는 노광 장치가 개발되었다. 광 빔에 의해 기판을 조사하여, 기판에 패턴을 직접 묘화하기 때문에, 고가의 마스크가 불필요해진다. 또한, 묘화 데이터 및 주사 프로그램을 변경함으로써, 여러 가지 종류의 표시용 패널 기판에 대응할 수 있다. 이와 같은 노광 장치로서, 예를 들면, 특허문헌 1, 특허문헌 2 및 특허문헌 3에 기재된 것이 있다.
[특허문헌 1] 특개2003-332221호 공보
[특허문헌 2] 특개2005-353927호 공보
[특허문헌 3] 특개2007-219011호 공보
광 빔에 의한 기판의 주사는, 광 빔을 조사하는 광 빔 주사 장치와, 상기 기판을 지지하는 척을, 상대적으로 이동하여 실시된다. 도 15 내지 도 18은, 광 빔에 의한 기판의 주사를 설명하는 도면들이다. 도 15 내지 도 18은, 8개의 광 빔 조사 장치를 이용하여, 8개의 광 빔 조사 장치로부터의 8개의 광 빔에 의해, 기판(1)의 X방향의 주사를 4회 실시하여, 기판(1) 전체를 주사하는 예를 나타내고 있다. 각 광 빔 조사 장치는, 광 빔을 기판(1)으로 조사하는 조사 광학 시스템을 포함하는 헤드부(20a)를 가지며, 도 15 내지 도 18에 있어서는, 각 광 빔 조사 장치의 헤드부(20a)가 파선으로 표시되어 있다. 각 광 빔 조사 장치의 헤드부(20a)로부터 조사된 광 빔은, Y방향으로 밴드 폭(W)을 가지며, 광 빔 조사 장치와 척과의 X방향으로의 상대적인 이동에 의해, 기판(1)을 화살표로 나타내는 방향으로 주사한다.
도 15는, 1회째의 주사를 나타내며, X방향으로의 1회째의 주사에 의해, 도 15에 회색으로 나타내는 주사 영역에서 패턴의 묘화가 실시된다. 1회째의 주사가 종료되면, 광 빔 주사 장치와 척과의 Y방향으로의 상대적인 이동에 의해, 주사 영역이 Y방향으로 밴드 폭(W)과 같은 거리만큼 이동된다. 도 16은, 2회째의 주사를 나타내고, X방향으로 2회째의 주사에 의해, 도 16에 회색으로 나타내는 주사 영역에서 패턴의 묘화가 실시된다. 2회째의 주사가 종료되면, 광 빔 조사 장치와 척과의 Y방향으로의 상대적인 이동에 의해, 주사 영역이 Y방향으로 밴드 폭(W)과 같은 거리만큼 이동된다. 도 17은, 3회째의 주사를 나타내고, X방향으로의 3회째의 주사에 의해, 도 17에 회색으로 나타내는 주사 영역에서 패턴의 묘화가 실시된다. 3회째의 주사가 종료되면, 광 빔 조사 장치와 척과의 Y방향으로의 상대적인 이동이 의해, 주사 영역이 Y방향으로 밴드 폭(W)과 같은 거리만큼 이동된다. 도 18은, 4회째의 주사를 실시하고, X방향으로의 4회째의 주사에 의해, 도 18에 회색으로 나타내는 주사영역에서 패턴의 묘화가 실시되며, 기판(1) 전체의 주사가 종료된다.
또한, 도 15 내지 도 18에서는, 기판(1)의 X방향의 주사를 4회 실시하고, 기판(1) 전체를 주사하는 예를 나타내나, 주사의 회수는 이에 한정되지 않고, 기판(1)의 X방향의 주사를 3회 이상 또는 5회 이상 실시하여, 기판(1) 전체를 주사할 수도 있다.
이와 같이, 광 빔에 의한 기판의 주사를 복수 회 실시하는 경우, 광 빔 조사 장치와 척과의 주사 방향 또는 주사 방향과 직교하는 방향의 상대적이 이동에 오차가 있으면, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴이 주사마다 어긋난다고 하는 문제가 있다. 또한, 액정 디스플레이 장치 등의 표시용 패널 기판의 제조에 있어서는, 노광 영역이 넓기 때문에, 복수의 광 빔 조사 장치를 이용하여, 복수의 광 빔에 의해 기판의 주사를 병행하여 실시하는 경우가 많으며, 그 경우, 각 광 빔 조사 장치의 헤드부의 위치가 서로 어긋나 있으면, 각 광 빔 조사 장치로부터의 광 빔에 의해 묘화되는 패턴에 어긋남이 발생하는 문제가 있다.
종래에, 이와 같은 패턴의 어긋남 검사는, 실제로 노광을 실시한 기판을 분석하여 실시되었었다. 그 때문에, 광 빔 조사 장치와 척과의 상대적인 이동 오차의 수정이나, 각 광 빔 조사 장치의 헤드부의 위치 조절에는, 많은 시간과 노력이 필요했었다.
본 발명의 과제는, 광 빔에 의한 기판의 주사를 복수 회 실시하여, 기판에 패턴을 묘화할 때에, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사마다의 어긋남을 제어하여, 묘화의 정밀도를 향상시키는 것이다. 또한, 본 발명의 과제는, 복수의 광 빔 조사 장치를 이용하여, 복수의 광 빔에 의해 기판의 주사를 병행하여 실시할 때, 각 광 빔 조사 장치로부터의 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 어긋남을 제어하여, 묘화의 정밀도를 향상시키는 것이다. 나아가 본 발명의 과제는, 고품질의 표시용 패널 기판을 제조하는 것이다.
본 발명의 노광 장치는, 포토레지스트가 도포된 기판을 지지하는 척과, 광 빔을 변조하는 공간적 광변조기, 묘화 데이터에 기초하여 상기 공간적 광변조기를 구동하는 구동 회로 및 상기 공간적 광변조기에 의해 변조된 광 빔을 조사하는 조사 광학 시스템을 포함하는 헤드부를 갖는 광 빔 조사 장치와, 상기 척과 상기 광 빔 조사 장치를 상대적으로 이동시키는 이동 수단을 구비하며, 상기 광 빔 조사 장치로부터의 광 빔에 의한 기판의 주사를 복수 회 실시하여, 기판에 패턴을 묘화하는 노광 장치로, 묘화 데이터를 상기 광 빔 조사 장치의 상기 구동 회로로 공급하는 묘화 제어 수단과, 상기 척에 설치되어, 상기 광 빔 조사 장치의 상기 헤드부에서 조사된 광 빔을 수광하는 수광 수단과, 상기 수광 수단에 의해 수광된 광 빔으로부터, 미리, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사마다의 어긋남을 거출하는 검출 수단을 구비하며, 상기 묘화 제어 수단이, 상기 검출 수단의 검출 결과에 기초하여, 묘화 데이터의 좌표를 보정한다.
또한, 본 발명의 노광 방법은, 포토레지스트가 도포된 기판을 척으로 지지하고, 상기 척과, 광 빔을 변조하는 공간적 광변조기, 묘화 데이터에 기초하여 공간적 광변조기를 구동하는 구동 회로 및 상기 공간적 광변조기에 의해 변조된 광 빔을 조사하는 조사 광학 시스템을 포함하는 헤드부를 갖는 광 빔 조사 장치를, 상대적으로 이동시키며, 상기 광 빔 조사 장치로부터의 광 빔에 의한 기판의 주사를 복수 회 실시하여, 기판에 패턴을 묘화하는 노광 방법으로서, 상기 척과 상기 광 빔 조사장치를 상대적으로 이동시키면서, 묘화 데이터를 상기 광 빔 조사 장치의 상기 구동 회로로 공급하고, 상기 척에 설치된 상기 수광 수단에 의해, 상기 광 빔 조사 장치의 상기 헤드부로부터 조사된 광 빔을 수광하고, 상기 수광된 광 빔으로부터, 미리, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사마다의 어긋남을 검출하고, 검출 결과에 근거하여, 묘화 데이터의 좌표를 보정한다.
상기 광 빔 조사 장치의 상기 공간적 광변조기는, 광 빔을 반대하는 복수의 미세한 미러를 2방향으로 배열하여 구성되며, 상기 구동 회로가 묘화 데이터에 기초하여 각 미러의 각도를 변경하는 것에 의해, 기판으로 조사하는 광 빔을 변조한다. 상기 공간적 광변조기에 의해 변조된 광 빔은, 상기 광 빔 조사 장치의 상기 조사 광학 시스템을 포함하는 헤드부로부터 조사된다. 상기 척과 상기 광 빔 조사 장치를 상대적으로 이동시키면서, 묘화 데이터를 상기 광 빔 조사 장치의 상기 구동 회로로 공급하고, 상기 척에 설치된 상기 수광 수단에 의해 상기 광 빔 조사 장치의 상기 헤드부에서 조사된 광 빔을 수광한다. 그리고 수광된 광 빔에서, 미리, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사마다의 어긋남을 검출하고, 검출 결과에 기초하여, 묘화 데이터의 좌표를 보정하기 때문에, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사마다의 어긋남이 억제되며, 묘화의 정밀도가 향상된다.
나아가, 본 발명의 노광 장치는 검출 수단이, 상기 수광 수단에 의해 수광된 광 빔의 강도 변화를 검출하고, 묘화 제어 수단이, 상기 검출 수단의 검출 결과에 기초하여, 광 빔의 광량 분포가 균일해지도록 묘화 데이터를 보정하는 것이다. 또한 본 발명의 노광 방법은, 상기 수광 수단에 의해 수광된 광 빔의 강도 변화를 검출하고, 검출 결과에 기초하여 광 빔의 광량 분포가 균일해지도록 묘화 데이터를 보정하는 것이다. 광 빔의 광량 분포가 균일해지기 때문에, 패턴의 묘화가 균일하게 실시된다.
나아가 본 발명의 노광 장치는, 상기 이동 수단이, 상기 척과 상기 광 빔 조사 장치를 상대적으로 왕복하도록 이동시키며, 상기 수광 수단이 적어도 2회의 연속된 주사의 개시 위치 또는 종료 위치에서 상기 광 빔 조사 장치의 상기 헤드부에서 조사된 광 빔을 각각 수광하고, 상기 검출 수단이 상기 수광 수단에 의해 수광된 광 빔으로부터, 미리, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사 방향의 어긋남을 검출하는 것이다. 또한, 본 발명의 노광 방법은, 상기 척과 상기 광 빔 조사 장치를 상대적으로 왕복하도록 이동시키고, 상기 척에 설치된 상기 수광 수단에 의해, 적어도 2회의 연속된 주사의 개시 위치 또는 종료 위치에서 상기 광 빔 조사 장치의 상기 헤드부에서 조사된 광 빔을 각각 수광하고, 수광된 광 빔으로부터, 미리, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사 방향의 어긋남을 검출하는 것이다. 상기 척과 상기 광 빔 조사 장치를 상대적으로 왕복하도록 이동시키고, 광 빔에 의한 기판의 주사를 복수 회 실시할 때, 왕로(往路)와 복로(復路)에서 상기 척과 상기 광 빔 조사 장치의 상대적인 이동에 오차가 있더라고, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사 방향의 어긋남이 억제된다.
또한 본 발명의 노광 장치는, 상기 수광 수단이, 하나의 주사 영역과 다른 주사영역과의 경계에서 상기 광 빔 조사 장치의 상기 헤드부에서 조사된 광 빔을 각각 수광하고, 수광된 광 빔으로부터, 미리, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사 방향과 직교하는 방향의 어긋남을 검출하는 것이다. 또한, 본 발명의 노광 방법은, 상기 척에 설치된 상기 수광 수단에 의해, 하나의 주사 영역과 다른 주사 영역과의 경계에서 상기 광 빔 조사 장치의 상기 헤드부에서 조사된 광 빔을 각각 수광하고, 검출 수단이, 상기 수광 수단에 의해 수광된 광 빔으로부터, 미리, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사 방향과 직교하는 방향의 어긋남을 검출하는 것이다. 광 빔에 의한 기판의 주사 영역을 변경할 때의 상기 척과 상기 광 빔 조사 장치와의 상대적인 이동에 오차가 있더라도, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사 방향과 직교하는 방향의 어긋남이 억제된다.
또한, 본 발명의 노광 장치는, 상기 광 빔 조사 장치를 복수 구비하고, 복수의 광 빔 조사 장치로부터의 복수의 광 빔에 의해 기판의 주사를 병행하여 실시하고, 상기 수광 수단이, 하나의 광 빔 조사 장치로부터의 광 빔에 의한 주사 영역과 다른 광 빔 조사 장치로부터의 광 빔에 의한 주사 영역과의 경계에서 2개의 광 빔 조사 장치의 헤드부에서 조사된 광 빔을 각각 수광하고, 상기 검출 수단이 수광 수단에 의해 수광된 광 빔에서, 미리, 하나의 광 빔 조사 장치로부터의 광 빔에 의해 묘화되는 패턴과 다른 광 빔 조사 장치로부터의 광 빔에 의해 묘화되는 패턴과의 어긋남을 검출하는 것이다. 또한 본 발명의 노광 방법은, 복수의 광 빔 조사 장치를 마련하고, 복수의 광 빔 조사 장치로부터의 복수의 광 빔에 의해 기판의 주사를 병행하여 실시하고, 상기 척에 마련된 상기 수광 수단에 의해, 하나의 광 빔 조사 장치로부터의 광 빔에 의한 주사 영역과 다른 광 빔 조사 장치로부터의 광 빔에 의한 주사 영역과의 경계에서 2개의 광 빔 조사 장치의 헤드부로부터 조사된 광 빔을 각각 수광하고, 수광된 광 빔으로부터, 미리, 하나의 광 빔 조사 장치로부터의 광 빔에 의해 묘화되는 패턴과 다른 광 빔 조사 장치로부터의 광 빔에 의해 묘화되는 패턴과의 어긋남을 검출하는 것이다. 복수의 광 빔 조사 장치를 이용하고, 복수의 광 빔에 의해 기판의 주사를 병행하여 실시할 때에, 각 광 빔 조사 장치의 헤드부의 위치가 서로 어긋나 있어도, 각 광 빔 조사 장치로부터의 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 어긋남이 제어되어, 묘화의 정밀도가 향상된다.
본 발명의 표시용 패널 기판의 제조 방법은, 상기의 노광 장치 또는 노광 방법 중 어느 것을 이용하여 기판의 노광을 실시하는 것이다. 상기의 노광 장치 또는 노광 방법을 이용함에 의해, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사마다의 어긋남이 억제되어, 묘화의 정밀도가 향상되기 때문에, 고품질의 표시용 패널 기판이 제조된다.
본 발명의 노광 장치 및 노광 방법에 의하면, 척과 광 빔 조사 장치를 상대적으로 이동시키면서, 묘화 데이터를 상기 광 빔 조사 장치의 구동 회로로 공급하고, 상기 척에 설치된 수광 수단에 의해, 상기 광 빔 조사 장치의 헤드부로부터 조사된 광 빔을 수광하고, 수광된 광 빔으로부터, 미리, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사마다의 어긋남을 검출하고, 검출 결과에 기초하여, 묘화 데이터의 좌표를 보정하는 것에 의해, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사마다의 어긋남을 제어하여, 묘화의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
나아가, 본 발명의 노광 장치 및 노광 방법에 의하면, 수광 수단에 의해 수광된 광 빔의 강도 변화를 검출하고, 검출 결과에 기초하여, 광 빔의 광 분량 분포가 균일하도록 묘화 데이터를 보정함에 의해, 패턴의 묘화를 균일하게 실시할 수 있다.
나아가, 본 발명의 노광 장치 및 노광 방법에 의하면, 척에 마련된 수광 수단에 의해, 적어도 2회의 연속된 주사의 개시 위치 또는 종료 위치에서 광 빔 조사 장치의 헤드부에서 조사된 광 빔을 각각 수광하고, 수광된 광 빔으로부터, 미리, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사 방향의 어긋남을 검출함에 의해, 상기 척과 상기 광 빔 조사 장치를 상대적으로 왕복하도록 이동시키고, 광 빔에 의한 기판의 주사를 복수 회 실시할 때, 왕로(往路)와 복로(復路)에서 상기 척과 상기 광 빔 조사 장치의 상대적인 이동에 오차가 있더라고, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사 방향의 어긋남을 제어할 수 있다.
또한 본 발명의 노광 장치 및 노광 방법에 의하면, 척에 설치된 수광 수단에 의해, 하나의 주사 영역과 다른 주사영역과의 경계에서 광 빔 조사 장치의 헤드부에서 조사된 광 빔을 각각 수광하고, 수광된 광 빔으로부터, 미리, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사 방향과 직교하는 방향의 어긋남을 검출함에 의해, 광 빔에 의한 기판의 주사 영역을 변경할 때의 상기 척과 상기 광 빔 조사 장치와의 상대적인 이동에 오차가 있더라도, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사 방향과 직교하는 방향의 어긋남을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 노광 장치 및 노광 방법에 의하면, 척에 마련된 수광 수단에 의해, 하나의 광 빔 조사 장치로부터의 광 빔에 의한 주사 영역과 다른 광 빔 조사 장치로부터의 광 빔에 의한 주사 영역과의 경계에서 2개의 광 빔 조사 장치의 헤드부로부터 조사된 광 빔을 각각 수광하고, 수광된 광 빔에서, 미리, 하나의 광 빔 조사 장치로부터의 광 빔에 의해 묘화되는 패턴과 다른 광 빔 조사 장치로부터의 광 빔에 의해 묘화되는 패턴과의 어긋남을 검출함에 의해, 복수의 광 빔 조사 장치를 이용하여, 복수의 광 빔에 의해 기판의 주사를 병행하여 실시할 때에, 각 광 빔 조사장치의 헤드부의 위치가 서로 어긋나 있어도, 각 광 빔 조사 장치로부터의 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 어긋남을 억제하여, 묘화의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 표시용 패널 기판의 제조 방법에 의하면, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사마다의 어긋남을 억제하여, 묘화의 정밀도를 향상시킬 수 있기 때문에, 고품질의 표시용 패널 기판을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 의한 노광 장치의 개략적 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태의 의한 노광 장치의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태의 의한 노광 장치의 정면도이다.
도 4는 광 빔 조사 장치의 개략적 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 레이저 측장 시스템의 동작을 설명하는 도면이다.
도 6은 묘화 제어부의 개략적 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 의한 노광 방법을 설명하는 도면이다.
도 8은 도 7에서 나타낸 척의 상면도이다.
도 9는 도 7에서 나타낸 척의 정면도이다.
도 10은 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11은 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 12a는 CCD 카메라의 시야 내에서 묘화되는 패턴을 나타내는 도면이다.
도 12b 및 도 12c는 광 빔의 강도를 나타내는 도면이다.
도 13은 액정 디스플레이 장치의 TFT 기판의 제조 공정의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 14는 액정 디스플레이 장치의 컬러 필터 기판의 제조 공정의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 15는 광 빔에 의한 기판의 주사를 설명하는 도면이다.
도 16은 광 빔에 의한 기판의 주사를 설명하는 도면이다.
도 17은 광 빔에 의한 기판의 주사를 설명하는 도면이다.
도 18은 광 빔에 의한 기판의 주사를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태의 의한 노광 장치의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태의 의한 노광 장치의 정면도이다.
도 4는 광 빔 조사 장치의 개략적 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 레이저 측장 시스템의 동작을 설명하는 도면이다.
도 6은 묘화 제어부의 개략적 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 의한 노광 방법을 설명하는 도면이다.
도 8은 도 7에서 나타낸 척의 상면도이다.
도 9는 도 7에서 나타낸 척의 정면도이다.
도 10은 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11은 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 12a는 CCD 카메라의 시야 내에서 묘화되는 패턴을 나타내는 도면이다.
도 12b 및 도 12c는 광 빔의 강도를 나타내는 도면이다.
도 13은 액정 디스플레이 장치의 TFT 기판의 제조 공정의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 14는 액정 디스플레이 장치의 컬러 필터 기판의 제조 공정의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 15는 광 빔에 의한 기판의 주사를 설명하는 도면이다.
도 16은 광 빔에 의한 기판의 주사를 설명하는 도면이다.
도 17은 광 빔에 의한 기판의 주사를 설명하는 도면이다.
도 18은 광 빔에 의한 기판의 주사를 설명하는 도면이다.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 의한 노광 장치의 개략적 구성을 나타내는 도면이다. 또한, 도 2는 본 발명의 일 실시형태의 의한 노광 장치의 측면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시형태의 의한 노광 장치의 정면도이다. 노광 장치는, 베이스(3), X가이드(4), X스테이지(5), Y가이드(6), Y스테이지(7), θ스테이지(8), 척(10), 게이트(11), 광 빔 조사 장치(20), 리니어 스케일(31, 33), 인코더(32, 34), 레이저 측장 시스템, 레이저 측장 시스템 제어 장치(40), 영상 처리 장치(50), CCD 카메라(51), 스테이지 구동 회로(60) 및 주제어장치(70)를 포함하여 구성되어 있다. 또한, 도 2 및 도 3에서는, 레이저 측장 시스템의 레이저 광원(41), 레이저 측장 시스템 제어 장치(40), 영상 처리 장치(50), 스테이지 구동 회로(60) 및 주제어 장치(70)가 생략되어 있다. 노광 장치는, 이들 외에, 기판(1)을 척(10)으로 반입하고, 또한 기판(1)을 척(10)으로부터 반출하는 기판 반송 로봇, 장치 내의 온도 관리를 실시하는 온도 제어 유닛 등을 구비하고 있다.
또한, 이하에 설명하는 실시형태에 있어서의 XY방향은 예시이며, X방향과 Y방향을 서로 바꿀 수도 있다.
도 1 및 도 2에 있어서, 척(10)은, 기판(1)의 수수(授受)를 실시하는 수수 위치에 있다. 수수 위치에 있어서, 도시하지 않은 기판 반송 로봇에 의해 기판(1)이 척(10)으로 반입되며, 또한 도시하지 않은 기판 반송 로봇에 의해 기판(1)이 척(10)으로부터 반출된다. 척(10)은, 기판(1)의 뒷면을 진공 흡착하여 지지한다. 기판(1)의 표면에는, 포토레지스트가 도포되어 있다.
기판(1)의 노광을 실시하는 노광 위치의 상공에, 베이스(3)를 걸쳐서 게이트(11)가 설치되어 있다. 게이트(11)에는 복수의 광 빔 조사 장치(20)가 탑재되어 있다. 또한, 본 실시형태는, 8개의 빔 조사 장치(20)를 이용한 노광 장치의 예를 나타내고 있으나, 광 빔 조사 장치의 수는 이에 한정되지 않고, 본 발명은, 하나 또는 2개 이상의 광 빔 조사 장치를 이용한 노광 장치에 적용된다.
도 4는 광 빔 조사 장치의 개략적 구성을 나타내는 도면이다. 광 빔 조사 장치(20)는, 광파이버(22), 렌즈,(23), 미러(24), DMD(Digital Micromirror Device, 25), 투영 렌즈(26) 및 DMD구동 회로(27)를 포함하며 구성되어 있다. 광파이버(22)는 레이저 광원 유닛(21)으로부터 발생한 자외광의 광 빔을 광 빔 조사 장치(20) 내로 도입한다. 광파이버(22)로부터 출사되는 광 빔은 렌즈(23) 및 미러(24)를 통하여, DMD(25)로 조사된다. DMD(25)는, 광 빔을 반사하는 복수의 미세한 미러를 이방향으로 배열하여 구성된 공간적 광변조기이며, 각 미러의 각도를 변경하여 광 빔을 변조한다. DMD(25)에 의해 변조된 광 빔은, 투영 렌즈(26)를 포함하는 헤드부(20a)로부터 조사된다. DMD구동회로(27)는, 주제어장치(70)로부터 공급된 묘화 데이터에 기초하여, DMD(25)의 각 미러의 각도를 변경한다.
도 2 및 도 3에 있어서, 척(10)은, θ스테이지(8)에 탑재되어 있으며, θ스테이지(8) 아래에는 Y스테이지(7) 및 X스테이지(5)가 마련되어 있다. X스테이지(5)는 베이스(3)에 설치된 X가이드(4)에 탑재되며, X가이드(4)를 따라 X방향으로 이동한다. Y스테이지(7)는, X스테이지(5)에 마련된 Y가이드(6)에 탑재되며, Y가이드(6)를 따라서 Y방향으로 이동한다. θ스테이지(8)는, Y스테이지(7)에 탑재되며, θ방향으로 회전한다. X스테이지(5), Y스테이지(7) 및 θ스테이지(8)에는, 볼나사 및 모터나, 리니어 모터 등의 도시되어 있지 않은 구동 기구가 설치되어 있으며, 각 구동 기구는 도 1의 스테이지 구동 회로(60)에 의해 구동된다.
θ스테이지(8)의 θ방향으로의 회전에 의해, 척(10)에 탑재된 기판(1)은, 직교하는 2변이 X방향 및 Y방향으로 향하도록 회전된다. X스테이지(5)의 X방향으로의 이동에 의해, 척(10)은 수수 위치와 노광 위치와의 사이를 이동한다. 노광 위치에 있어서, X스테이지(5)의 X방향으로의 이동에 의해, 각 광 빔 조사 장치(20)의 헤드부(20a)로부터 조사된 광 빔이, 기판(1)을 X방향으로 주사한다. 또한, Y스테이지(7)의 Y방향으로의 이동에 의해, 각 광 빔 조사 장치(20)의 헤드부(20a)로부터 조사된 광 빔에 의한 기판(1)의 주사 영역이, Y방향으로 이동된다. 도 1에 있어서, 주제어장치(70)는, 스테이지 구동회로(60)를 제어하여, θ스테이지(8)의 θ방향으로의 회전, X스테이지(5)의 X방향으로의 이동 및 Y스테이지(7)의 Y방향으로의 이동을 실시한다.
또한, 본 실시형태에서는 X스테이지(5)에 의해 척(10)을 X방향으로 이동함으로써, 광 빔 조사장치(20)로부터의 광 빔에 의한 기판(1)의 주사를 실시하고 있으나, 광 빔 조사 장치(20)를 이동하는 것에 의해, 광 빔 조사장치(20)로부터의 광 빔에 의한 기판(1)의 주사를 실시할 수도 있다. 또한, 본 실시형태에서는, Y스테이지(7)에 의해 척(10)을 Y방향으로 이동하는 것에 의해, 광 빔 조사 장치(20)로부터의 광 빔에 의한 기판(1)의 주사 영역을 변경하고 있으나, 광 빔 조사장치(20)를 이동하는 것에 의해, 광 빔 조사 장치(20)로부터의 광 빔에 의한 기판(1)의 주사 영역을 변경할 수도 있다.
도 1 및 도 2에 있어서, 베이스(3)에는, X방향으로 연장되는 리니어 스케일(31)이 설치되어 있다. 리니어 스케일(31)에는, X스테이지(5)의 X방향으로의 이동량을 검출하기 위한 눈금이 표시되어 있다. 또한, X스테이지(5)에는, Y방향으로 연장되는 리니어 스케일(33)이 설치되어 있다. 리니어 스케일(33)에는, Y스테이지(7)의 Y방향으로의 이동량을 검출하기 위한 눈금이 표시되어 있다.
도 1 및 도 3에 있어서, X스테이지(5)의 일 측면에는, 리니어 스케일(31)에 대향하여, 인코더(32)가 설치되어 있다. 도 1의 주제어장치(70)는, 인코더(32)의 좌표 시스템의 기준 위치를 설정한다. 인코더(32)는, 기준 위치로부터 리니어 스케일(31)의 눈금의 검출을 개시하고, 펄스 신호를 주제어장치(70)로 출력한다. 또한 도 1 및 도 2에 있어서, Y스테이지(7)의 일 측면에는, 리니어 스케일(33)에 대향하여, 인코더(34)가 설치되어 있다. 도 1의 주제어장치(70)는 인코더(34)의 좌표 시스템의 기준 위치를 설정한다. 인코더(34)는, 기준 위치로부터 리니어 스케일(33)의 눈금 검출을 개시하고, 펄스 신호를 주제어장치(70)로 출력한다. 주제어장치(70)는, 인코더(32)의 펄스 신호를 카운트하여, X스테이지(5)의 X방향으로의 이동량을 검출하고, 인코더(34)의 펄스 신호를 카운트하여, Y스테이지(7)의 Y방향으로의 이동량을 검출한다.
도 5는, 레이저 측장 시스템의 동작을 설명하는 도면이다. 또한 도 5에 있어서는, 도 1에서 나타낸 게이트(11), 광 빔 조사장치(20) 및 영상 처리 장치(50)가 생략되어 있다. 레이저 측장 시스템은, 공지의 레이저 간섭식 측장 시스템으로, 레이저 광원(41), 레이저 간섭계(42, 44) 및 바 미러(43, 45)를 포함하여 구성되어 있다. 바 미러(43)는, 척(10)의 Y방향으로 연장되는 일 측면에 설치되어 있다. 또한, 바 미러(45)는, 척(10)의 X방향으로 연장되는 일 측면에 설치되어 있다.
레이저 간섭계(42)는, 레이저 광원(41)으로부터의 레이저 광을 바 미러(43)로 조사하고, 바 미러(43)에 의해 반사된 레이저 광을 수광하여, 레이저 광원(41)으로부터의 레이저광과 바 미러(43)에 의해 반사된 레이저 광과의 간섭을 측정한다. 이 측정은, Y방향으로의 2군데에서 실행된다. 주제어장치(70)는, 레이저 측장 시스템 제어장치(40)의 좌표 시스템의 기준 위치를 설정한다. 레이저 측장 시스템 제어장치(40)는, 레이저 간섭계(42)의 측정 결과로부터, 척(10)의 X방향으로의 위치 및 회전을 검출한다.
한편, 레이저 간섭계(44)는, 레이저 광원(41)으로부터의 레이저광을 바 미러(45)로 조사하고, 바 미러(45)에 의해, 반사된 레이저 광을 수광하여, 레이저 광원(41)으로부터의 레이저광과 바 미러(45)에 의해 반사된 레이저 광과의 간섭을 측정한다. 레이저 측장 시스템 장치(40)는, 레이저 간섭계(44)의 측정 결과로부터, 척(10)의 Y방향으로의 위치를 검출한다.
도 4에 있어서, 주제어장치(70)는, 광 빔 조사장치(20)의 DMD구동회로(27)로 묘화 데이터를 공급하는 묘화 제어부를 갖는다. 도 6은, 묘화 제어부의 개략적 구성을 갖는 도면이다. 묘화 제어부(71)는, 메모리(72, 76), 밴드 폭 설정부(73), 중심점 좌표 결정부(74), 좌표 결정부(75) 및 묘화 데이터 작성부(77)를 포함하여 구성되어 있다.
메모리(76)에는, 설계값 맵이 격납되어 잇다. 설계값 맵에는, 묘화 데이터가 XY좌표로 표시되어 있다. 묘화 데이터 작성부(77)는, 메모리(76)에 격납된 설계값 맵으로부터, 각 광 빔 조사 장치(20)의 DMD구동회로(27)로 공급하는 묘화 데이터를 작성한다. 메모리(72)는, 묘화 데이터 작성부(77)가 작성한 묘화 데이터를, 그 XY좌표를 어드레스로서 기억한다.
밴드 폭 설정부(73)는, 메모리(72)로부터 독출하는 묘화 데이터의 Y좌표 범위를 결정하는 것에 의해, 광 빔 조사 장치(20)의 헤드부(20a)로부터 조사되는 광 빔의 Y방향의 밴드 폭을 설정한다.
레이저 측장 시스템 제어 장치(40)는, 노광 위치에 있어서의 기판(1)의 노광을 개시하기 전의 척(10)의 XY방향의 위치를 검출한다. 중심점 좌표 결정부(74)는, 레이저 측장 시스템 제어 장치(40)가 검출한 척(10)의 XY방향의 위치로부터, 기판(1)의 노광을 개시하기 전의 척(10)의 중심점의 XY좌표를 결정한다. 도 1에 있어서, 광 빔 조사장치(20)로부터의 광 빔에 의해 기판(1)의 주사를 실시할 때, 주제어장치(70)는, 스테이지 구동 회로(60)를 제어하여, X스테이지(5)에 의해 척(10)을 X방향으로 이동시킨다. 기판(1)의 주사 영역을 이동할 때, 주제어장치(70)는, 스테이지 구동 회로(60)를 제어하여, Y스테이지(7)에 의해 척(10)을 Y방향으로 이동 시킨다. 도 6에 있어서, 중심점 좌표 결정부(74)는, 인코더(32, 34)로부터의 펄스 신호를 카운터하여, X스테이지(5)의 X방향으로의 이동량 및 Y스테이지(7)의 Y방향으로의 이동량을 검출하고, 척(10)의 중심점의 XY좌표를 결정한다.
좌표 결정부(75)는, 중심점 좌표 결정부(74)가 결정한 척(10)의 중심점의 XY좌표에 근거하여, 각 광 빔 조사 장치(20)의 DMD구동회로(27)로 공급하는 묘화 데이터의 XY좌표를 결정한다. 메모리(72)는, 좌표 결정부(75)가 결정한 XY좌표를 어드레스로 하여 입력하고, 입력된 XY좌표의 어드레스에 기억된 묘화 데이터를, 각 광 빔 조사 장치(20)의 DMD구동회로(27)로 출력한다.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 의한 노광 방법에 대하여 설명하고자 한다. 도 7은 본 발명의 일 실시형태에 의한 노광 방법을 설명하는 도면이다. 또한, 도 8은 도 7에서 나타낸 척의 상면도이고, 도 9는 도 7에서 나타낸 척의 정면도이다. 또한 도 7 및 도 8에 있어서는, 도 1에서 나타낸 게이트(11) 및 광 빔 조사장치(20)가 생략되며, 광 빔 조사 장치(20)의 헤드부(20a)를 파선으로 나타내고 있다.
도 8 및 도 9에 있어서, 척(10)에는 노치부(10a)가 마련되어 있으며, 노치부(10a)에는 2개의 CCD 카메라(51)가 설치되어 있다. 각 광 빔 조사장치(20)의 헤드부(20a)는 Y방향으로 등간격으로 배치되어 있으며, 2개의 CCD 카메라(51)는, 척(10)에, 각 광 빔 조사장치(20)의 헤드부(20a) 간격의 정수(整數)배의 간격으로 마련되어 있다. 각 CCD 카메라(51)의 초점은, 척(10)에 탑재되는 기판의 표면의 높이와 맞추어져 있다. 또한 본 실시형태에서는 척(10)에 2개의 CCD 카메라(51)가 설치되어 있으나, 척(10)에 3개 이상의 CCD 카메라(51)를 마련할 수도 있다.
본 실시형태에서는, 기판의 노광을 개시하기 전에, 척(10)에 마련된 CCD 카메라(51)를 이용하여, 광 빔 조사 장치(20)의 헤드부(20a)로부터 조사되는 광 빔을 수광한다. 그리고 수광된 광 빔으로부터, 미리, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사마다의 어긋남을 검출한다. 도 7에 있어서, 우선, 주제어장치(70)는, 어긋남을 검출하는 패턴의 기판 상의 위치와, 검출에 이용되는 CCD 카메라(51) 위치가 다른 만큼, 인코더(32, 34) 및 레이저 측장 시스템 제어 장치(40)의 좌표 시스템의 기준 위치를 시프트한다.
다음으로, 주제어장치(70)는, 척(10)에 기판이 탑재되어 있지 않은 상태에서, 레이저 측장 시스템 제어장치(40)의 검출 결과에 기초하여, 스테이지 구동 회로(60)를 제어하여, X스테이지(5) 및 Y스테이지(7)에 의해, 척(10)을, 노광을 개시하기 전의 소정의 위치로 이동시킨다. 다음으로, 주제어장치(70)는, 스테이지 구동 회로(60)를 제어하여, Y스테이지(7)를 Y방향으로 이동시켜서, 어긋남을 검출하는 패턴을 묘화하는 광 빔이 CCD 카메라(51)의 시야를 통과하도록, 광 빔에 의한 주사 영역을 변경한다. 그리고 주제어장치(70)는, 스테이지 구동 회로(60)를 제어하여, X스테이지(5)를 X방향으로 이동시키면서, 묘화 제어부(71)로부터 묘화 데이터를 광 빔 조사 장치(20)의 DMD구동 회로(27)로 공급한다.
도 6에 있어서, 묘화 제어부(71)의 중심점 좌표 결정부(74)는, 좌표 시스템의 기준 위치가 시프트된 레이저 측장 시스템 제어 장치(40) 및 인코더(32, 34)의 출력신호에 기초하여, 척(10)의 중심점 좌표를 결정하기 때문에, 묘화 제어부(71)로부터 DMD구동회로(27)로 공급되는 묘화 데이터는, 어긋남을 검출하는 패턴의 기판 상의 위치와, 검출에 이용되는 CCD 카메라(51)의 위치가 다른 만큼, XY좌표가 오프셋된 것이 된다.
도 9에 있어서, CCD 카메라(51)는, 척(10)에 지지되는 기판의 표면의 높이에 초점을 맞추어서, 광 빔 조사 장치(20)로부터 조사된 광 빔을 수광한다. 도 7에 있어서, CCD카메라(51)는, 수광된 광 빔의 영상 신호를, 영상 처리 장치(50)로 출력한다. 영상 처리 장치(50)는, CCD카메라(51)의 영상 신호를 처리하고, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사마다의 어긋남을 검출한다.
도 6에 있어서, 묘화 제어부(71)의 묘화 데이터 작성부(77)는, 영상 처리 장치(50)의 검출 결과에 기초하여, 메모리(76)에 격납된 설계값 맵의 묘화 데이터의 XY좌표를 변환하여, 각 광 빔 조사장치(20)의 DMD구동회로(27)로 공급되는 묘화 데이터를 새로이 작성한다. 기판(1)의 노광을 실시할 때, 주제어장치(70)는, 인코더(32, 34) 및 레이저 측장 시스템 제어 장치(40)의 좌표 시스템의 기준 위치를 정상으로 되돌리고, 주제어장치(70)의 묘화 제어부(71)는, 새로이 작성한 묘화 데이터를 DMD구동 회로(27)로 공급한다. 척(10)에 마련된 CCD 카메라(51)에 의해, 광 빔 조사 장치(20)의 헤드부(20a)로부터 조사된 광 빔을 수광하고, 수광된 광 빔으로부터, 미리, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사마다의 어긋남을 검출하고, 검출 결과에 기초하여, 묘화 데이터의 좌표를 보정하기 때문에, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사마다의 어긋남이 억제되어, 묘화의 정밀도를 향상시킨다.
도 10은 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 일례를 나타내는 도면이다. 도 10에서는, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴 2를, 검게 칠해서 나타내고 있다. 도 15 내지 도 18에서 나타낸 예와 같이, 척(10)과 광 빔 조사장치(20)를 상대적으로 왕복하도록 이동시키고, 광 빔에 의한 기판(1)의 주사를 복수 회 실시할 때, 왕로(往路)와 복로(復路)에서 척(10)과 광 빔 조사 장치(20)와의 상대적인 이동에 오차가 있으면, 도 10에서 나타내듯이, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴(2)이, 왕로(往路)의 주사 영역 1과 복로(復路)의 주사 영역 2에서, 주사 방향(X방향)으로 어긋난다.
도 10의 파선은, CCD카메라(51)의 시야를 나타내며, 본 실시형태에서는, 척(10)에 마련된 CCD 카메라(51)에 의해, 적어도 2회의 연속된 주사의 개시 위치 및 종료 위치에서 광 빔 조사 장치(20)의 헤드부(20a)로부터 조사된 광 빔을 각각 수광하고, 수광된 광 빔으로부터, 미리, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴(2)의 주사 방향의 어긋남을 검출하고, 검출 결과에 기초하여, 묘화 데이터의 좌표를 보정한다. 왕로(往路)와 복로(復路)에서 척(10)과 광 빔 조사장치(20)와의 상대적인 이동에 오차가 있더라도, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴(2)의 주사 방향의 어긋남이 억제된다.
도 11은 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 다른 예를 나타내는 도면이다. 도 11에서는, 도 10과 같이, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴(2)을 검게 칠해서 나타내고 있다. 광 빔에 의한 기판(1)의 주사 영역을 변경할 때의 척(10)과 광 빔 조사 장치(20)와의 상대적인 이동에 오차가 있으며, 도 11에서 나타내듯이, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴(2)이, 주사 방향과 직교하는 방향(Y방향)으로 어긋난다.
도 11의 파선은, CCD 카메라(51)의 시야를 나타내며, 본 실시형태에서는, 척(10)에 마련된 CCD 카메라(51)에 의해, 하나의 주사 영역과 다른 주사 영역과의 경계에서 광 빔 조사 장치(20)의 헤드부(1)로부터 조사된 광 빔을 각각 수광하고, 수광된 광 빔으로부터, 미리, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴(2)의 주사 방향과 직교하는 방향의 어긋남을 검출하고, 검출결과에 기초하여, 묘화 데이터의 좌표를 보정한다. 광 빔에 의한 기판(1)의 주사 영역을 변경할 때의 척(10)과 광 빔 조사 장치(20)와의 상대적인 이동에 오차가 있더라도, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴(2)의 주사 방향과 직교하는 방향의 어긋남이 억제된다.
또한, 본 실시형태와 같이, 복수의 광 빔 조사 장치(20)를 마련하여, 복수의 광 빔 조사 장치(20)로부터의 복수의 광 빔에 의해 기판(1) 주사를 병행하여 실시할 때, 각 광 빔 조사 장치(20)의 헤드부(20a)의 위치가 서로 어긋나 있으면, 각 광 빔 조사 장치(20)로부터의 광 빔에 의해 묘화되는 패턴(2)에 어긋남이 발생한다.
본 실시형태에서는, 척(10)에 마련된 CCD 카메라(51)에 의해, 하나의 광 빔 조사 장치(20)로부터의 광 빔에 의한 주사영역과 다른 광 빔 조사 장치(20)로부터의 광 빔에 의한 주사 영역과의 경계에서 2개의 광 빔 조사 장치(20)의 헤드부(20a)로부터 조사된 광 빔을 각각 수광하고, 수광된 광 빔으로부터, 미리, 하나의 광 빔 조사 장치(20)로부터의 광 빔에 의해 묘화되는 패턴(2)과 다른 광 빔 조사 장치(20)로부터의 광 빔에 의해 묘화되는 패턴과의 어긋남을 검출하고, 검출 결과에 기초하여, 묘화 데이터의 좌표를 보정한다. 복수의 광 빔 조사 장치(20)를 이용하여, 복수의 광 빔에 의해 기판(1)의 주사를 병행하여 실시할 때에, 각 광 빔 조사 장치(20)의 헤드부(20a)의 위치가 서로 어긋나있어도, 각 광 빔 조사 장치(20)로부터의 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 어긋남이 억제되어, 묘화의 정밀도가 향상된다. 그리고 복수의 광 빔 조사 장치(20)로부터의 복수의 광 빔에 의해 기판(1)의 주사를 병행하여 실시하는 것에 의해, 기판(1) 전체의 주사에 걸리는 시간을 짧게 할 수 있으며, 택트 타임을 단축할 수 있다.
도 12a는 CCD 카메라의 시야 내에서 묘화되는 패턴을 나타내는 도면이고, 도 12b 및 도 12c는 광 빔의 강도를 나타내는 도면이다. 도 12a에서는, 도면 10과 같이, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴(2)을, 검게 칠하여 표시하고 있다. 도 12b의 파선은, 도 12a에 파선(B)으로 나타낸 위치에 있어서의, 광 빔 강도의 시간적 변화를 나타내고 있다. 또한, 도 12c의 파선은, 도 12c에 파선(C)으로 나타낸 위치를 묘화했을 때의, 광 빔 강도의 공간적 변화를 나타내고 있다. 도 12b 및 도 12c에 파선으로 나타낸 바와 같이, 패턴(2)을 묘화할 때의 광 빔의 강도가 시간적 및 공간적으로 균일하지 않으면, 패턴(2)의 묘화가 균일하게 실행되지 않는다.
도 7에 있어서, 영상 처리 장치(50)는, CCD 카메라(51)의 영상 신호를 처리하고, 광 빔 강도의 시간적 및 공간적 변화를 검출한다. 도 6에 있어서, 묘화 제어부(71)의 묘화 데이터 작성부(77)는, 영상 처리 장치(50)의 검출 결과에 기초하여, 메모리(72)에 기억된 새로운 묘화 데이터 내, 광 빔의 강도가 강한 부분의 데이터를 추출하여, 광 빔의 광량 분포가 균일해지도록, 묘화 데이터를 보정한다. 보정된 묘화 데이터에 의한 광 빔의 강도를, 도 12b와 도 12c에서 실선으로 나타낸다. 광 빔의 광량 분포가 균일해지므로, 패턴(2)의 묘화가 균일하게 실행된다.
이상, 설명한 실시형태에 의하면, 척(10)과 광 빔 조사장치(20)를 상대적으로 이동시키면서, 묘화 데이터를 광 빔 조사 장치(20)의 DMD구동회로(27)로 공급하고, 척(10)에 마련된 CCD 카메라(51)에 의해, 광 빔 조사 장치(20)의 헤드부(20a)로부터 조사된 광 빔을 수광하고, 수광된 광 빔으로부터, 미리, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴(2)의 주사마다의 어긋남을 검출하고, 검출결과에 기초하여, 묘화 데이터의 좌표를 보정하는 것에 의해, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴(2)의 주사마다의 어긋남을 억제하여, 묘화의 정밀도를 향상 시킬 수 있다.
나아가, CCD 카메라(51)에 의해 수광된 광 빔 강도의 변화를 검출하고, 검출 결과에 기초하여, 광 빔의 광량분포가 균일해지도록 묘화 데이터를 보정하는 것에 의해, 패턴(2)의 묘화를 균일하게 실행할 수 있다.
나아가, 척(10)에 마련된 CCD 카메라(51)에 의해, 적어도 2회의 연속된 주사의 개시 위치 또는 종료 위치에서 광 빔 조사장치(20)의 헤드부(20a)로부터 조사된 광 빔을 각각 수광하고, 수광된 광 빔으로부터, 미리, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴(2)의 주사 방향의 어긋남을 검출하는 것에 의해, 척(10)과 광 빔 조사장치(20)를 상대적으로 왕복하도록 이동시키고, 광 빔에 의한 기판(1)의 주사를 복수 회 실시할 때, 왕로(往路)와 복로(復路)에서 척(10)과 광 빔 조사 장치(20)의 상대적인 이동에 오차가 있더라도, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴(2)의 주사 방향의 어긋남을 억제할 수 있다.
또한, 척(10)에 마련된 CCD 카메라(51)에 의해, 하나의 주사 영역과 다른 주사 영역과의 경계에서 광 빔 주사 장치(20)의 헤드부(20a)로부터 조사된 광 빔을 각각 수광하고, 수광된 광 빔으로부터, 미리, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴(2)의 주사 방향과 직교하는 방향의 어긋남을 검출하는 것에 의해, 광 빔에 의한 기판(1)의 주사 영역을 변경할 때의 척(10)과 광 빔 조사 장치(20)와의 상대적인 이동에 오차가 있더라도, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴(2)의 주사 방향과 직교하는 방향의 어긋남을 억제할 수 있다.
또한, 척에 마련된 CCD 카메라(51)에 의해, 하나의 광 빔 주사 장치(20)로부터의 광 빔에 의한 주사영역과 다른 광 빔 조사 장치(20)로부터의 광 빔에 의한 주사 영역과의 경계에서 2개의 광 빔 조사 장치(20)의 헤드부(20a)로부터 조사된 광 빔을 각각 수광하고, 수광된 광 빔으로부터, 미리 광 빔 조사 장치(20)로부터의 광 빔에 의해 묘화되는 패턴(2)과 다른 광 빔 조사 장치(20)로부터의 광 빔에 의해 묘화되는 패턴(2)과의 어긋남을 검출함으로써, 복수의 광 빔 조사 장치(20)를 이용하여, 복수의 광 빔에 의해 기판(1)의 주사를 병행하여 실시할 때에, 각 광 빔 조사 장치(20)의 헤드부(20a)의 위치가 서로 어긋나 있더라고, 각 광 빔 조사 장치(20)로부터의 광 빔에 의해 묘화되는 패턴(2)의 어긋남을 억제하여, 묘화의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 노광 장치 또는 노광 방법을 이용하여 기판의 노광을 실시하는 것에 의해, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사마다의 어긋남을 억제하여, 묘화의 정밀도를 향상시킬 수 있기 때문에, 고품질의 표시용 패널 기판을 제조할 수 있다.
예를 들면, 도 13은 액정 디스플레이 장치의 TFT 기판의 제조 공정의 일례를 나타내는 순서도이다. 박막 형성 공정(스텝 101)에서는, 스퍼터링법이나 플라즈마 화학 기상 성장(CVD)법 등에 의해, 기판 상에 액정 구동용의 투명 전극이 되는 전도체막이나 절연체막 등의 박막을 형성한다. 레지스트 도포 공정(스텝 102)에서는, 롤 도포법 등에 의해 포토레지스트를 도포하여, 박막 형성 공정(스텝 101)에서 형성한 박막 상에 포토레지스트막을 형성한다. 노광 공정(스텝 103)에서는, 노광 장치를 이용하여, 포토레지스트막에 패턴을 형성한다. 현상 공정(스텝 104)에서는, 샤워 현상법 등에 의해 현상액을 포토레지스트막 상으로 공급하여, 포토레지스트막의 불필요한 부분을 제거한다. 식각 공정(스텝 105)에서는, 습식 식각에 의해, 박막 형성 공정(스텝 101)에서 형성한 박막 중, 포토레지스트막에서 마스크 되어 있지 않은 부분을 제거한다. 박리 공정(스텝 106)에서는, 식각 공정(스텝 105)에서의 마스크의 역할을 끝낸 포토레지스트막을 박리액에 의해 박리한다. 이들 각 공정의 전 또는 후에는, 필요에 따라서, 기판의 세정/건조 공정이 실시된다. 이들 공정을 수회 반복하여, 기판 상에 TFT 어레이가 형성된다.
또한, 도 14는 액정 디스플레이 장치의 컬러 필터 기판의 제조 공정의 일례를 나타내는 순서도이다. 블랙 매트릭스 형성 공정(스텝 201)에서는, 레지스트 도포, 노광, 현상, 식각, 박리 등의 처리에 의해, 기판 상에 블랙 매트릭스를 형성한다. 착색 패턴 형성 공정(스텝 202)에서는, 염색법이나 안료 분산법 등에 의해, 기판 상에 착색 패턴을 형성한다. 이 공정을, R, G, B의 착색 패턴에 대하여 반복한다. 보호막 형성 공정(스텝 203)에서는, 착색 패턴 상에 보호막을 형성하고, 투명 전극막 형성 공정(스텝 204)에서는, 보호막 상에 투명 전극막을 형성한다. 이들 각 공정의 전, 도중 또는 후에는, 필요에 따라서 기판의 세정/건조 공정이 실시된다.
도 13에서 나타낸 TFT 기판의 제조 공정에서는, 노광 공정(스텝 103)에 있어서, 도 14에서 나타낸 컬러 필터 기판의 제조 공정에서는, 블랙 매트릭스 형성 공정(스텝 201) 및 착색 패턴 형성 공정(스텝 202)의 노광 처리에 있어서, 본 발명의 노광 장치 및 노광 방법을 적용할 수 있다.
1 기판 2 패턴
3 베이스 4 X가이드
5 X스테이지 6 Y가이드
7 Y스테이지 8 θ스테이지
10 척 11 게이트
20 광 빔 조사 장치 20a 헤드부
21 레이저 광원 유닛 22 광파이버
23 렌즈 24 미러
25 DMD(Digital Micromirror Device)
26 투영렌즈 27 DMD구동회로
31,33 리니어 스케일 32, 34 인코더
40 레이저 측장 시스템 제어 장치
41 레이저 광원 42, 44 레이저 간섭계
43, 45 바 미러 50 영상 처리 장치
51 CCD 카메라 51a CCD 카메라의 시야
60 스테이지 구동 회로 70 주제어장치
71 묘화 제어부 72, 76 메모리
73 밴드 폭 설정부 74 중심점 좌표 결정부
75 좌표 결정부 77 묘화 데이터 작성부
3 베이스 4 X가이드
5 X스테이지 6 Y가이드
7 Y스테이지 8 θ스테이지
10 척 11 게이트
20 광 빔 조사 장치 20a 헤드부
21 레이저 광원 유닛 22 광파이버
23 렌즈 24 미러
25 DMD(Digital Micromirror Device)
26 투영렌즈 27 DMD구동회로
31,33 리니어 스케일 32, 34 인코더
40 레이저 측장 시스템 제어 장치
41 레이저 광원 42, 44 레이저 간섭계
43, 45 바 미러 50 영상 처리 장치
51 CCD 카메라 51a CCD 카메라의 시야
60 스테이지 구동 회로 70 주제어장치
71 묘화 제어부 72, 76 메모리
73 밴드 폭 설정부 74 중심점 좌표 결정부
75 좌표 결정부 77 묘화 데이터 작성부
Claims (12)
- 포토레지스트가 도포된 기판을 지지하는 척;
광 빔을 변조하는 공간적 광변조기, 묘화 데이터에 기초하여 상기 공간적 광변조기를 구동하는 구동 회로 및 상기 공간적 변조기에 의해 변조된 광 빔을 조사하는 조사 광학 시스템을 포함하는 헤드부를 갖는 광 빔 조사 장치; 및
상기 척과 상기 광 빔 조사 장치를 상대적으로 이동시키는 이동 수단을 구비하며,
상기 광 빔 조사 장치로부터의 광 빔에 의한 기판의 주사를 복수 회 실시하여, 기판에 패턴을 묘화하는 노광 장치이며,
상기 묘화 데이터를 상기 광 빔 조사 장치의 상기 구동 회로로 공급하는 묘화 제어 수단;
상기 척에 설치되어, 상기 광 빔 조사 장치의 상기 헤드부에서 조사된 광 빔을 수광하는 수광 수단; 및
상기 수광 수단에 의해 수광된 광 빔으로부터, 미리, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사마다의 어긋남을 검출하는 검출 수단을 구비하고,
상기 묘화 제어 수단이, 상기 검출 수단의 검출 결과에 기초하여, 묘화 데이터의 좌표를 보정하고,
상기 검출 수단은, 상기 수광 수단에 의해 수광된 광 빔의 강도 변화를 검출하며,
상기 묘화 제어 수단은, 상기 검출 수단의 검출 결과에 기초하여, 광 빔의 광량 분포가 균일해지도록 상기 묘화 데이터를 보정하는 것을 특징으로 하는 노광 장치. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 이동 수단은, 상기 척과 상기 광 빔 조사 장치를 상대적으로 왕복하도록 이동시키며,
상기 수광 수단이 적어도 2회의 연속된 주사의 개시 위치 또는 종료 위치에서 상기 광 빔 조사 장치의 상기 헤드부에서 조사된 광 빔을 각각 수광하고,
상기 검출 수단이 상기 수광 수단에 의해 수광된 광 빔으로부터, 미리, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사 방향의 어긋남을 검출하는 것을 특징으로 하는 노광 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 수광 수단은, 하나의 주사 영역과 다른 주사영역과의 경계에서 상기 광 빔 조사 장치의 상기 헤드부에서 조사된 광 빔을 각각 수광하고,
상기 검출 수단은, 상기 수광 수단에 의해 수광된 광 빔으로부터, 미리, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사 방향과 직교하는 방향의 어긋남을 검출하는 것을 특징으로 하는 노광 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 광 빔 조사 장치를 복수개 구비하고, 복수의 상기 광 빔 조사 장치로부터의 복수의 광 빔에 의해 기판의 주사를 병행하여 실시하고,
상기 수광 수단은, 하나의 광 빔 조사 장치로부터의 광 빔에 의한 주사 영역과 다른 광 빔 조사 장치로부터의 광 빔에 의한 주사 영역과의 경계에서 2개의 광 빔 조사 장치의 헤드부에서 조사된 광 빔을 각각 수광하고,
상기 검출 수단은, 상기 수광 수단에 의해 수광된 광 빔에서, 미리, 하나의 광 빔 조사 장치로부터의 광 빔에 의해 묘화되는 패턴과 다른 광 빔 조사 장치로부터의 광 빔에 의해 묘화되는 패턴과의 어긋남을 검출하는 것을 특징으로 하는 노광 장치. - 포토레지스트가 도포된 기판을 척으로 지지하고,
상기 척과, 광 빔을 변조하는 공간적 광변조기, 묘화 데이터에 기초하여 상기 공간적 광변조기를 구동하는 구동 회로 및 상기 공간적 광변조기에 의해 변조된 광 빔을 조사하는 조사 광학 시스템을 포함하는 헤드부를 갖는 광 빔 조사 장치를, 상대적으로 이동시키며,
상기 광 빔 조사 장치로부터의 광 빔에 의한 기판의 주사를 복수 회 실시하여, 기판에 패턴을 묘화하는 노광 방법으로서,
상기 척과 상기 광 빔 조사장치를 상대적으로 이동하면서, 상기 묘화 데이터를 상기 광 빔 조사 장치의 상기 구동 회로로 공급하는 단계;
상기 척에 설치된 수광 수단에 의해, 상기 광 빔 조사 장치의 상기 헤드부로부터 조사된 광 빔을 수광하는 단계;
상기 수광된 광 빔으로부터, 미리, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사마다의 어긋남을 검출하는 단계; 및
검출 결과에 근거하여, 묘화 데이터의 좌표를 보정하는 단계를 포함하고,
상기 수광 수단에 의해 수광된 광 빔의 강도 변화를 검출하며,
검출 결과에 기초하여, 광 빔의 광량 분포가 균일해지도록 묘화 데이터를 보정하는 것을 특징으로 하는 노광 방법. - 삭제
- 제 6 항에 있어서,
상기 척과 상기 광 빔 조사 장치를 상대적으로 왕복하도록 이동시키며,
상기 척에 마련된 상기 수광 수단에 의해, 적어도 2회의 연속된 주사의 개시 위치 또는 종료 위치에서 상기 광 빔 조사 장치의 상기 헤드부에서 조사된 광 빔을 각각 수광하고,
수광된 광 빔으로부터, 미리, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사 방향의 어긋남을 검출하는 것을 특징으로 하는 노광 방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 척에 마련된 상기 수광 수단에 의해, 하나의 주사 영역과 다른 주사영역과의 경계에서 상기 광 빔 조사 장치의 상기 헤드부에서 조사된 광 빔을 각각 수광하고,
수광된 광 빔으로부터, 미리, 광 빔에 의해 묘화되는 패턴의 주사 방향과 직교하는 방향의 어긋남을 검출하는 것을 특징으로 하는 노광 방법. - 제 6 항에 있어서,
복수의 광 빔 조사 장치를 구비하고, 복수의 광 빔 조사 장치로부터의 복수의 광 빔에 의해 기판의 주사를 병행하여 실시하고,
상기 척에 마련된 상기 수광 수단에 의해, 하나의 광 빔의 조사 장치로부터의 광 빔에 의한 주사 영역과 다른 광 빔 조사 장치로부터의 광 빔에 의한 주사 영역과의 경계에서 2개의 광 빔 조사 장치의 헤드부로부터 조사된 광 빔을 각각 수광하고,
수광된 광 빔으로부터, 미리, 하나의 광 빔 조사 장치로부터의 광 빔에 의해 묘화되는 패턴과 다른 광 빔 조사 장치로부터의 광 빔에 의해 묘화되는 패턴과의 어긋남을 검출하는 것을 특징으로 하는 노광 방법. - 제 1 항 또는 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서의 노광 장치를 이용하여 기판의 노광을 실시하는 것을 특징으로 하는 표시용 패널 기판의 제조 방법.
- 제 6 항 또는 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서의 노광 방법을 이용하여 기판의 노광을 실시하는 것을 특징으로 하는 표시용 패널 기판의 제조 방법.
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