KR101420669B1 - 패턴 노광 방법 및 패턴 노광 장치 - Google Patents

패턴 노광 방법 및 패턴 노광 장치 Download PDF

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Abstract

감광층을 구비한 벨트 형상 워크(11)는 워크 반송 속도 V로 워크 반송 방향 F로 반송된다. 조명 영역(30)은 포토 마스크(29)를 상기 워크 반송 속도 V와 동기화된 노광 주기 T로 조명한다. 상기 포토 마스크(29)는 상기 벨트 형상 워크(11)로부터 프록시미티 갭에 배치된다. 상기 포토 마스크(29) 상의 마스크 패턴(33)은 상기 벨트 형상 워크(11) 상에 노광되어 그곳에 주기 패턴을 형성한다.
패턴 노광 방법, 패턴 노광 장치

Description

패턴 노광 방법 및 패턴 노광 장치{PATTERN EXPOSURE METHOD AND PATTERN EXPOSURE APPARATUS}
본 발명은 패턴 노광 방법 및 장치에 관한 것이고, 특히, 벨트 형상 워크를 반송하는 동안 그것에 주기 패턴을 노광하기 위한 패턴 노광 방법 및 장치에 관한 것이다.
박막형이고, 대화면을 갖는 화상 표시 장치로서, 전면 유리판과 후면 유리판 간에 방전에 의해서 광이 제조되는 플라즈마 표시 패널(이하에, PDP로 기재됨)이 널리 사용되고 있다. 상기 PDP에 있어서, 상기 방전에 의해서 발생된 전자파를 차단하기 위해서, 전자파 차단이 제공된다. 상기 전자판 차단으로서, 상기 전면 유리판 상에 형성된 금속 박막 및 상기 전면 유리판의 전면 측에 제공된 전자파 차단막이 있다. 최근, 높은 차단 성능 및 높은 광학 투명성을 갖는 전자파 차단막이 주로 사용된다. 상기 전자파 차단막은 금속 메쉬(메쉬형으로 배열된 얇은 금속 라인)가 형성된 투명막이다.
종래, 상기 전자파 차단막은 투명막과 금속박을 페이스팅하고, 포토에칭 공정을 적용하여 상기 금속박을 메쉬형으로 제작함으로써 형성된다. 그러나, 본 출원 인은 은 할로겐화물의 미세한 메쉬가 투명막 상에 형성되는 은 할로겐화물 사진 기술에 의해서 형성된 전자파 차단막을 개발하고 있다. 이러한 전자파 차단막에 있어서, 어떠한 형태의 메쉬 패턴도 제작될 수 있고, 크기 및 선명도는 패널의 사양에 적절하게 매치될 수 있다. 또한, 복잡하고 수율이 열악한 상기 투명막과 금속박의 페이스팅이 요구되지 않으므로, 비용이 절감되고 안정한 공급이 실현된다.
상기 전자파 차단막을 형성하기 위해서, 메쉬 패턴은 투명막 상에 코팅된 은염 감광 재료 상에 마스크를 통한 광의 조사에 의해서 노광되고, 이어서, 은염의 메쉬는 현상에 의해서 상기 투명막 상에 나타난다. 상기 메쉬의 피치 및 라인 폭은 상기 PDP의 화상 품질에 크게 영향을 미치므로, 정확도가 높은 패턴 노광이 요구된다.
종래, 표시 장치용 컬러 필터에 차광 패턴 및 컬러 패턴이 형성된다. 이들 패턴을 형성하기 위해서, 감광층을 갖는 워크 상에 마스크를 통해서 광이 조사되어 상기 워크 상의 패턴을 노광시키는 패턴 노광 방법 및 장치가 사용된다. 상기 전자파 차단막을 위한 노광 공정에 이러한 방법을 적용하기 위한 몇몇의 접근이 있다. 예를 들면, JP-A-9-274323은 광이 마스크를 통해서 조사되어 연속적으로 반송되는 벨트 형상 워크 상에 패턴을 형성하는 패턴 노광 방법을 기재하고 있다. 또한, JP-A-10-171125는 위치 선정, 갭 설정, 및 프록시미티 노광이 반복되어 간헐적으로 반송되는 벨트 형상 워크 상에 패턴을 형성하는 프록시미티 노광 장치를 기재하고 있다.
그러나, JP-A-9-274323의 상기 패턴 노광 방법에 있어서, 상기 벨트 형상 워 크의 반송 방향에 대하여 평행한 스트라이프 패턴만이 노광될 수 있으므로, 상기 전자파 차단막에 적합한 메쉬 패턴 등의 상기 반송 방향에 따른 각종 형태를 갖는 주기 패턴은 노광될 수 없다.
JP-A-10-171125의 상기 프록시미티 노광 장치에 있어서, 주기 패턴을 포함하는 어떠한 패턴도 노광될 수 있지만, 상기 간헐적 반송 동안 상기 위치 선정, 상기 갭 설정 및 상기 노광의 전체 시간이 커지므로 단위 시간당 가공 용량(쓰루풋)은 낮아진다.
본 발명의 목적은 워크 반송 방향으로 배열된 각종 형태의 주기 패턴을 높은 쓰루풋으로 형성할 수 있는 패턴 노광 방법, 및 간단하고 낮은 비용의 상기 패턴 형성을 위한 패턴 노광 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적 및 다른 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 패턴 노광 방법은 감광층을 갖는 벨트 형상 또는 시트 형상 워크를 연속적으로 반송하는 단계 및 상기 워크로부터 소정의 프록시미티 갭(proximity gap)으로 배치된 마스크 패턴을 갖는 포토 마스크를 통해서 소정의 노광 시간 동안 상기 워크에 프록시미티 노광을 주기적으로 가하는 단계를 포함한다. 따라서, 상기 워크의 반송 방향에 따라서 상기 마스크 패턴의 주기 패턴이 상기 워크 상에 형성된다.
상기 주기 패턴의 1주기의 길이가 주기 길이 L0이고, 상기 워크 반송 방향에 대하여 수직인 방향으로의 상기 워크의 폭은 워크 폭 W0이고, 상기 마스크 패턴이 형성되는 패턴 영역의 상기 워크 반송 방향으로의 길이는 패턴 길이 L이며, 상기 패턴 영역의 워크 폭 방향으로의 길이는 패턴 폭 W이고, 상기 워크의 반송 속도는 V이고, 상기 주기 패턴을 노광하기 위한 노광 주기는 T이며, 상기 노광 시간은 ΔT이고, 상기 마스크 패턴의 최소 라인 폭은 Dmin인 경우, 상기 마스크 패턴의 1주기 이상에 걸친 노광 영역은 조건식 L0<L, W0<W, L0/V≥T, 및 V·ΔT<Dmin 하에서 상기 노광 주기 T에서 상기 노광 시간 ΔT 동안에 프록시미티 노광이 행해진다.
단일 노광은 상기 워크에 소망의 노광 밀도를 제공하지 않도록 제어되고, 상기 워크의 노광 밀도는 n회의 다중 노광에 의해서 소망의 값에 이르는 것이 바람직하다.
노광 광원으로부터 상기 워크 반송 방향으로 포토 마스크 상에 투영된 광의 길이가 Lb인 경우, 관계 Lb>L0가 만족된다. 또한, Lb/L0의 지수가 m(m은 자연수)인 경우, 상기 포토 마스크는 상기 워크 반송 방향에서 m개 이상의 마스크 패턴을 갖고, 상기 워크 반송 속도 V와 상기 노광 주기 T 간의 관계는 식 (n-1)×(L0/V)=T(n은 자연수) 및 2≤n≤m을 만족한다.
이러한 조건에 있어서, 상기 워크 반송 방향에서 최상부에 배치된 제 1 마스크 패턴을 통해서 노광된 것과 동일한 잠재 패턴은 이 부분이 제 n 마스크 패턴 하방을 통과하는 경우, 상기 워크 반송 속도 V와 상기 노광 주기 T 간의 동기화에 의해서 상기 제 1 마스크로부터 하류에 배치된 제 n 마스크 패턴을 통해서 제 1 잠재 패턴 상에 부가적으로 노광된다.
노광 광원은 상기 노광 주기 T 동안 1방향으로 광을 주사하여 상기 포토 마스크를 통해서 상기 워크 폭 전체를 노광하는 것이 바람직하다. 상기 노광 광원은 반도체 레이저 에미터(laser emitter)이고, 노광은 상기 반도체 레이저 에미터로부터 방사된 레이저 빔으로 행해지고, 이어서, 콜리메이팅 렌즈(collimating lens)에 의해서 콜리메이팅되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 노광 광원은 2채널의 반도체 레이저 에미터이고, 상기 노광은 편광 다중화된 레이저 빔으로 행해지고, 이어서, 콜리메이팅 렌즈에 의해서 콜리메이팅되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 노광 광원은 복수의 반도체 레이저 에미터이고, 상기 노광은 상응하는 콜리메이팅 렌즈로 각각 콜리메이팅되는 상기 레이저 빔으로 행해지고, 이어서, 콜리메이팅된 빔은 작은 영역에서 합성되는 것도 바람직하다. 상기 레이저 빔의 파장은 상기 감광 재료에 적절한 약 405nm인 것이 바람직하다.
상기 마스크 패턴은 1주기 동안 상기 워크의 이동 거리인 V·W/Vb 양으로 경사진 것이 바람직하고, 여기서, Vb는 상기 노광 광원으로부터 상기 마스크 패턴의 상기 폭 방향이 상기 워크 반송 방향에 대하여 수직인 위치로부터 상기 워크 반송 방향에서 레이저 주사의 하류 측을 향한 광의 주사 속도이다.
상기 워크상의 노출량이 전체 폭에서 일정하게 유지되도록 주사 속도의 변화에 응하여 노출 광원이 광도를 변화시키는 것이 바람직하다.
상기 프록시미티 갭이 Lg인 경우, 상기 마스크 패턴은 그들의 위치가 상기 노광 광원으로부터의 광의 입사각 θ의 변화에 따라서 상기 폭 방향에서 내부를 향하여 Lg·sinθ 이동되도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 마스크 패턴의 폭은 상기 주사 폭 방향으로 변화하여 상기 워크 상의 상기 주기 패턴의 라인 폭을 상기 폭 방향에 걸쳐 균일하게 유지하는 것이 바람직하다.
주사 대신에, 상기 노광 시간 ΔT 동안 상기 포토 마스크를 통해서 상기 워크의 폭 전체에 광을 투영하는 노광 광원을 사용하는 것이 가능하여도 좋다. 이러한 노광 광원은 식 Lw>W을 만족한다.
여기서, Lw는 상기 워크의 폭 방향으로의 상기 포토 마스크 상의 상기 광의 길이이다.
또한, 상기 프록시미티 갭은 500㎛ 이하인 것이 바람직하다.
상기 감광층은 은염 감광 재료 또는 포토레지스트인 것이 바람직하다. 상기 은염 감광 재료는 5 이상의 그러데이션 γ(가로축이 광량을 나타내고, 세로축이 밀도를 나타내는 경우, 밀도 특성 곡선의 기울기)를 갖는 것이 바람직하다.
상기 주기 패턴은 연속적인 심리스 패턴(seamless pattern)인 것이 바람직하다. 상기 주기 패턴이 20㎛ 이하의 라인 폭을 갖는 경우, 전자파 차단재의 제조에 적합하다.
상기 프록시미티 노광은 롤러의 외주 근방에 배치된 상기 포토 마스크를 통해서 롤러에 감겨진 상기 벨트 형상 워크에 가해지는 것이 바람직하다.
상기 워크의 반송 속도와 상기 주기 패턴을 노광하기 위한 노광 주기 간의 동기화는 모니터링되고, 상기 동기화가 설정되는 동안에만 상기 노광이 행해지는 것이 바람직하다.
2개의 상기 벨트 형상 워크의 접합부인 워크 접합 영역이 상기 포토 마스크 근방을 통과하는 경우, 상기 포토 마스크와 상기 워크 간의 갭은 상기 프록시미티 갭보다 커지고, 상기 갭은 상기 워크 접합 영역의 통과 후에 상기 프록시미티 갭으로 되돌아오는 것이 바람직하다.
본 발명의 상기 패턴 노광 방법의 다른 실시형태는 각각이 상기 반송 방향에 걸쳐 배열된 마스크 패턴을 갖는 복수의 포토 마스크 부근에 감광층을 갖는 벨트 형상 또는 시트 형상 워크를 연속적으로 반송하는 단계, 및 각각이 상기 워크의 반송 속도와 동기화된 노광 주기 및 노광 시간 동안에 상기 포토 마스크 중 하나를 포함하는 복수의 노광 영역을 사용하여 상기 포토 마스크를 통해서 상기 워크에 프록시미티 노광을 가하는 단계를 포함한다. 따라서, 상기 워크의 반송 방향을 따르는 상기 마스크 패턴의 주기 배열인 주기 패턴이 상기 워크 상에 형성된다.
상기 복수의 노광 영역에 의해서 형성된 상기 주기 패턴은 서로 다르다. 상기 주기 패턴 중 하나는 상기 워크 반송 방향으로부터 소정의 각을 갖는 얇은 제 1 라인이고, 다른 하나는 상기 얇은 제 1 라인으로부터 소정의 각을 갖는 얇은 제 2 라인이고, 상기 제 1 라인 및 상기 제 2 라인의 조합이 메쉬 패턴을 만드는 것이 바람직하다. 상기 메쉬 패턴은 전자파 차단재를 형성하는 것이 바람직하다.
상기 복수의 노광 영역은 제 1 노광 영역 및 제 2 노광 영역이고, 상기 제 1 노광 영역은 제 1 노광 주기 동안 상기 워크 반송 방향에 걸쳐 주기적이고 연속적인 제 1 패턴의 노광을 행하고, 상기 제 2 노광 영역은 제 2 노광 주기 동안 상기 워크 반송 방향에 걸쳐 주기적이고 간헐적인 제 2 패턴의 노광을 행하는 것이 바람직하다. 상기 제 1 패턴은 전자파 차단재를 형성하는 메쉬 패턴 또는 상기 워크 반송 방향의 양 끝에서 가장자리 영역을 갖는 메쉬 패턴이고, 상기 제 2 패턴은 상기 워크의 폭 방향에서 상기 메쉬 패턴을 간헐적으로 교차시키는 패턴인 것이 바람직하다.
상기 감광층은 은염 감광 재료 또는 포토레지스트인 것이 바람직하다.
상기 복수의 노광 영역 중 적어도 하나의 상기 노광 주기는 다른 노광 영역의 노광 주기와 다른 것이 가능해도 좋다.
상기 워크 반송 속도, 상기 노광 주기 및 상기 노광 시간이 공통 기준 클럭에 기초하여 서로 동기화되는 것이 바람직하다.
기준 마크는 상기 워크 반송 방향에서 복수의 노광 영역으로부터 상류 측에서 소정의 간격으로 상기 워크에 적용되고, 각각의 상기 노광 영역은 상기 기준 마크를 검출하여 노광 타이밍을 결정하는 것이 바람직하다. 상기 기준 마크는 노칭 공정에 의해서 형성된 노치, 레이저 마커에 의해서 형성된 레이저 마크, 피어싱 공정에 의해서 형성된 홀, 또는 상기 워크의 측상 가장자리 상에 형성된 자기 기록 영역의 자기 신호인 것이 바람직하다.
본 발명의 패턴 노광 장치는 워크 반송 속도 V로 감광층을 갖는 벨트 형상 또는 시트 형상 워크를 연속적으로 반송하기 위한 반송 영역, 상기 워크로부터 소정의 프록시미티 갭 Lg에 배치되고 마스크 패턴을 갖는 포토 마스크, 노광 주기 T 마다 노광 시간 ΔT 동안 상기 포토 마스크를 통해서 반송 방향에 대하여 수직인 폭 방향에 걸쳐 상기 워크 전체를 조명함으로써 프록시미티 노광을 행하기 위한 조명 영역, 및 상기 워크 반송 속도 V, 상기 노광 주기 T 및 노광 시간 ΔT의 동기화를 설정하기 위한 제어기를 포함한다. 이러한 동기화는 상기 워크의 반송 방향에 걸친 상기 마스크 패턴의 주기 배열인 상기 주기 패턴을 형성하게 한다.
상기 조명 영역은 상기 포토 마스크를 향하여 광을 투영하기 위한 노광 광원 및 상기 노광 주기 T 동안 1방향으로 광을 주사하여 상기 포토 마스크를 통해서 상기 워크의 폭 전체를 노광하기 위한 주사기를 포함한다.
상기 노광 광원은 반도체 레이저 에미터 및 상기 반도체 레이저 에미터로부터 방사된 상기 레이저 빔을 콜리메이팅하기 위한 콜리메이팅 렌즈를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 노광 광원은 2채널의 반도체 레이저 에미터, 상기 반도체 레이저 에미터로부터 방사된 2채널의 레이저 빔의 편광 다중화를 행하기 위한 광학부재, 및 상기 다중화된 레이저 빔을 콜리메이팅하기 위한 콜리메이팅 렌즈를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 노광 광원은 복수의 반도체 레이저 에미터, 복수의 레이저 빔을 각각 콜리메이팅하기 위한 복수의 콜리메이팅 렌즈, 및 상기 콜리메이팅된 빔을 작은 영역에서 합성하기 위한 복수의 광학부재를 포함하는 것도 바람직하다.
상기 주사기는 상기 포토 마스크를 향하여 상기 노광 광원으로부터 광을 반사하는 복수의 반사 표면을 갖는 다면경, 및 상기 다면경을 회전시키기 위한 구동기를 포함한다.
상기 조명 영역은 상기 주사 속도의 변화에 따라서 상기 노광 광원으로부터의 광도를 조절하기 위한 광량 조절기를 더 포함하여 상기 워크 상의 광량이 폭 전체에 일정하게 유지되는 것이 바람직하다.
상기 벨트 형상 워크가 감겨진 롤러가 제공되고, 상기 포토 마스크는 상기 롤러의 외주로부터 프록시미티 갭 Lg에 배치되는 것이 바람직하다.
상기 제어기는 상기 반송 영역과 상기 조명 영역의 작동 간의 동기화를 모니터링하여 상기 동기화가 설정되는 동안에만 광을 방사하도록 상기 조명 영역을 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 마스크 홀딩 영역이 제공되는 것이 바람직하다. 상기 마스크 홀딩 영역은 상기 포토 마스크를 홀딩하기 위한 홀딩 프레임, 상기 홀딩 프레임에 의해서 홀딩된 상기 포토 마스크가 프록시미티 갭 Lg를 통해서 상기 워크에 대향하는 노광 위치와 상기 포토 마스크(29) 및 상기 워크 간의 갭이 상기 프록시미티 갭 Lg보다 큰 재처리 위치 간에서 이동할 수 있는 상기 홀딩 프레임을 지지하기 위한 지지대, 및 상기 노광 위치와 상기 재처리 위치 간의 상기 홀딩 프레임을 이동시키기 위한 구동기를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 홀딩 프레임은 상기 워크와 가깝게 또는 멀리 상기 포토 마스크를 이동시킴으로써 상기 프록시미티 갭 Lg를 조절하는 조절 영역을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 상기 패턴 노광 장치의 다른 실시형태는 감광층을 갖는 벨트 형상 또는 시트 형상 워크를 연속적으로 반송하기 위한 반송 영역, 각각이 소정의 노광 주기 마다 소정의 노광 시간 동안 상기 워크를 조명함으로써 프록시미티 노광을 행하는 복수의 조명 영역, 및 상기 반송 영역에 의한 워크 반송 속도, 상기 복수의 조명 영역에 의한 노광 주기 및 노광 시간의 동기화를 설정하기 위한 제어기를 포함한다. 각각의 상기 조명 영역은 상기 워크로부터 프록시미티 갭에 배치된 마스크 패턴을 갖는 포토 마스크 및 상기 포토 마스크를 통해서 상기 워크를 향하여 광을 방사하는 노광 광원을 포함하고, 상기 동기화는 상기 워크의 반송 방향에 걸친 상기 마스크 패턴의 주기 배열인 주기 패턴을 형성하게 한다.
상기 복수의 노광 영역은 제 1 마스크 패턴과 제 1 포토 마스크를 갖는 제 1 노광 영역 및 제 2 마스크 패턴과 제 2 포토 마스크를 갖는 제 2 노광 영역이고, 상기 제 1 마스크 패턴 및 상기 제 2 마스크 패턴은 상이하다.
상기 제 1 마스크 패턴은 각각 상기 워크 반송 방향으로부터 각각이 각 θ1(-90°≤θ1≤90°)을 갖는 피치 P1 및 폭 D1으로 배열된 복수의 가는 라인이고, 상기 제 2 마스크 패턴은 각각이 상기 워크 반송 방향으로부터 각 θ2(-90°≤θ2≤90°, θ1≠θ2)를 갖는 피치 P2 및 폭 D2로 배열된 복수의 가는 라인이고, 상기 제 1 마스크 패턴의 노광 및 상기 제 2 마스크 패턴의 노광의 조합은 상기 워크 반송 방향에 따라서 상기 워크 상에 주기적으로 배열된 메쉬 패턴을 만드는 것이 바람직하다.
상기 워크가 상기 워크 반송 방향에 대하여 수직인 상기 워크 폭 방향에서 폭 W0를 갖고, 상기 제 1 마스크 패턴은 상기 워크 반송 방향에서 주기 길이 L1(L1=P1/sinθ1)을 갖고, 상기 제 2 마스크 패턴은 상기 워크 반송 방향에서 주기 길이 L2(L2=P2/sinθ2)를 갖는 경우, 상기 제 1 마스크 패턴은 상기 워크 반송 방향에서 상기 주기 길이 L1과 동일하거나 그 이상인 길이 및 상기 워크 폭 방향에서 상기 폭 W0과 동일하거나 그 이상인 폭을 갖는 패턴 영역에 제공되고, 상기 제 2 마스크 패턴은 상기 워크 반송 방향에서 상기 주기 길이 L2와 동일하거나 그 이상인 길이 및 상기 워크 폭 방향에서 상기 폭 W0과 동일하거나 그 이상인 폭을 갖는 패턴 영역에 제공된다.
상기 제 1 노광 영역의 노광 주기는 상기 워크가 길이 n·L1(n은 1 이상의 정수) 반송되는 시간마다 1주사가 행해지는 제 1 노광 주기이고, 상기 제 2 노광 영역의 노광 주기는 상기 워크가 n·L2(n은 1 이상의 정수) 반송되는 시간마다 1주사가 행해지는 제 2 노광 주기이다. 이러한 경우, 상기 주기 패턴은 전자파 차단재를 형성하는 메쉬 패턴인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 노광 영역은 제 1 노광 주기 동안 상기 워크 반송 방향에 걸쳐 주기적이고 연속적인 제 1 패턴의 노광을 행하고, 상기 제 2 노광 영역은 제 2 노광 주기 동안 상기 워크 반송 방향에 걸쳐 주기적이고 간헐적인 제 2 패턴의 노광을 행하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 제 1 패턴은 메쉬 패턴을 포함하고, 상기 제 2 패턴은 상기 워크 반송 방향에 대하여 수직인 벨트 형상 패턴을 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 상기 메쉬 패턴은 전자파 차단재를 형성하고, 상기 벨트 형상 패턴은 상기 메쉬 패턴을 간헐적으로 교차시키는 것이 바람직하다.
상기 동기화를 위한 기준으로서 기준 클럭을 발생시키는 기준 클럭 발생기가 제공되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 워크 반송 방향에서 상기 복수의 노광 영역으로부터 상류 측으로 소정의 간격으로 상기 워크에 기준 마크를 적용하는 마크 적용 영역, 및 상기 기준 마크를 검출하는 마크 검출 영역이 제공되어 각각의 상기 노광 영역이 상기 기준 마크의 검출에 기초하여 노광 타이밍을 결정하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 기준 마크는 상기 워크 상에 미리 제공되고, 상기 마크 검출 영역은 각각의 노광 영역에 제공되어도 좋다.
본 발명에 따르면, 상기 노광은 상기 워크가 연속적으로 반송되는 동안에 행해질 수 있으므로, 생산성이 증가될 것이다. 상기 패턴 노광은 간단한 설비에 의해서 행해질 수 있으므로, 설비 비용은 감소될 것이다. 상기 다중 노광 및 상기 주사 노광은 상기 광원의 휘도 분포를 균일하게 하므로, 상기 패턴의 균일한 라인 폭이 형성될 수 있다. 상기 광원의 광도가 작은 경우라도 충분한 노광량이 상기 다중 노광에 의해서 얻어지므로, 상기 노광을 위한 비용은 감소될 수 있다. 상기 포토 마스크는 상기 프록시미티 노광에 사용되므로, 미세 패턴이 드로잉될 수 있다. 또한, 상기 포토 마스크는 작으므로, 다루기 쉽다. 상기 포토 마스크는 복수의 상이한 위치에 사용할 수 있고, 유지비가 적으므로, 비용 성능은 증가될 것이다. 또한, 상기 심리스 패턴을 드로잉하는 경우, 상기 워크의 연속적 반송 동안 상기 다중 노광이 행해지므로, 패턴의 접합이 높은 정확도로 쉽게 만들어진다.
상기 다중 노광이 연속적 반송 동안에 행해지는 경우, 상기 잠상은 복수 회의 부가적 노광이 가해지는 위치에서만 나타나도록 설정될 수 있으므로, 흐리게 노광된 위치(불충분한 광량으로 노광됨)는 화상을 생성하지 않도록 설정될 수 있다. 따라서 흐린 노광은 제품의 품질에 영향을 미치지 않고, 고품질의 패턴 및 상기 연속적 반송에 의한 생산성 모두를 만족시킨다.
또한, 복잡한 패턴이라도 주기 패턴의 조합으로 형성되는 한, 복수의 마스크를 사용하여 상기 장치의 값싼 구성에 의해서 노광될 수 있다. 또한, 고가의 첨가된 패턴은 상이한 파장의 광원 및 감광 재료의 조합에 의해서 형성될 수 있다. 또한, 상기 노광을 위한 상기 기준 마크는 공정 후에 참조로 사용될 수 있다.
도 1a는 본 발명에 의해서 형성된 전자파 차단막의 평면도이다;
도 1b는 도 1a의 부분 확대도이다;
도 2는 전자파 차단막의 단면도이다;
도 3은 본 발명의 패턴 노광 장치의 구조를 나타내는 모식도이다;
도 4a는 전자파 차단막의 기판으로서의 벨트 형상 워크의 평면도이다;
도 4b는 벨트 형상 워크의 단면도이다;
도 5a는 포토 마스크의 평면도이다;
도 5b는 포토 마스크의 측면도이다;
도 5c는 포토 마스크 상의 마스크 패턴의 부분 확대 설명도이다;
도 6은 마스크 홀딩 영역의 구조를 나타내는 모식도이다;
도 7은 조명 영역의 구조를 나타내는 모식도이다;
도 8은 레이저 빔의 투영 형태를 나타내는 설명도이다;
도 9는 본 발명의 패턴 노광 방법을 나타내는 모식도이다;
도 10a는 포토 마스크 상에 레이저 빔을 주사하는 공정을 나타내는 설명도이다;
도 10b는 워크 상에 노광된 패턴을 나타내는 설명도이다;
도 11은 주사시에 비동기화로 인한 노광의 편차를 나타내는 그래프이다;
도 12a~도 12f는 프록시미티 갭과 광도 분포 간의 관계를 나타내는 그래프이다;
도 13은 노광 롤러 상의 위치에 따른 프록시미티 갭의 차이를 나타내는 설명도이다;
도 14는 전자파 차단막을 위한 노광 공정을 나타내는 공정도이다;
도 15는 편광 다중화된 2채널의 레이저 빔을 방사하는 2개의 레이저 에미터를 갖는 노광 광원을 나타내는 설명도이다;
도 16은 조합되는 복수의 레이저 빔을 방사하는 복수의 레이저 에미터를 갖는 노광 광원을 나타내는 설명도이다;
도 17은 표면 방사 광원을 사용하는 노광 영역의 전면도이다;
도 18a는 본 발명의 제 2 실시형태에 의해서 형성된 전자파 차단막의 평면도이다;
도 18b는 도 18a의 부분 확대도이다;
도 19는 본 발명의 제 2 실시형태의 패턴 노광 장치의 구조를 나타내는 모식도이다;
도 20a는 제 1 포토 마스크의 평면도이다;
도 20b는 제 1 포토 마스크의 측면도이다;
도 21a는 제 1 마스크 패턴의 형태를 나타내는 설명도이다;
도 21b는 제 2 마스크 패턴의 형태를 나타내는 설명도이다;
도 21c는 제 1 마스크 패턴 및 제 2 마스크 패턴의 조합의 형태를 나타내는 설명도이다;
도 22a는 제 1 포토 마스크 상에 레이저 빔을 주사하는 공정을 나타내는 설명도이다;
도 22b는 제 1 노광 영역에 의해서 워크 상에 노광된 패턴을 나타내는 설명도이다;
도 23a는 제 2 포토 마스크 상에 레이저 빔을 주사하는 공정을 나타내는 설명도이다;
도 23b는 제 2 노광 영역에 의해서 워크 상에 노광된 패턴을 나타내는 설명도이다;
도 24a는 전체 경계 주위에 가장자리를 갖는 전자파 차단막의 평면도이다;
도 24b는 도 24a의 부분 확대도이다;
도 25는 가장자리를 갖는 전자파 차단막이 형성되는 벨트 형상 워크의 평면도이다.
도 26은 가장자리를 갖는 전자파 차단막의 노광을 위한 패턴 노광 장치의 구조를 나타내는 모식도이다;
도 27a는 가장자리를 갖는 전자파 차단막의 노광을 위한 제 1 포토 마스크의 평면도이다;
도 27b는 제 1 포토 마스크 상의 메쉬 패턴의 부분 확대 설명도이다;
도 28은 가장자리를 갖는 전자파 차단막의 노광을 위한 제 2 포토 마스크의 평면도이다.
도 1a에 나타낸 바와 같이, 전자파 차단막(2)은 투명막(3) 및 상기 투명막(3)에 형성된 은염의 메쉬형 전자파 차단 패턴(4)을 포함한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 전자파 차단 패턴(4)은 상기 은염으로 형성된 투명막(3) 상의 주기 패턴(5) 및 상기 주기 패턴(5)의 표면 상에 적용된 구리 플레이팅(6)으로 이루어져 전자파 차단 기능을 부여한다. 부분 확대된 방식의 도 1b에 나타낸 바와 같이, 상기 주기 패턴(5)은 300㎛의 공간 피치 P와 45°의 정렬각 θp에서 서로 직각으로 배열된 10㎛~20㎛의 폭 Ws를 갖는 가는 라인을 갖는다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 주기 패턴(5)를 형성하기 위한 패턴 노광 장치(10)는 상기 투명막(3)의 기판 재료로서 벨트 형상 워크(11)를 공급하기 위한 워크 공급 영역(12), 상기 벨트 형상 워크(11) 상에 은염 감광 재료를 상기 주기 패턴(5)의 형태로 노광하기 위한 노광 영역(13), 상기 노광된 벨트 형상 워크(11)를 권취하기 위한 워크 권취 영역(14), 복수의 상기 벨트 형상 워크(11)가 연속적으로 가공되는 경우, 이전 벨트 형상 워크(11)의 후단과 다음 벨트 형상 워크(11)의 선단을 접합하기 위한 워크 접합 영역(15), 및 이들 영역을 전체적으로 제어하기 위한 제어기(16)를 포함한다.
상기 주기 패턴(5)의 형태로 노광된 상기 벨트 형상 워크(11)는 다음 공정에서 현상되어 그들의 한 표면 상에 은 할로겐화물의 상기 주기 패턴(5)을 형성한다. 상기 구리 플레이팅(6)은 상기 주기 패턴(5) 상에 적용되고, 이어서, 상기 워크는 소정의 길이로 커팅되어 전자파 차단막(2)이 된다.
상기 주기 패턴(5)은 상기 벨트 형상 워크(11)의 반송 방향(이하에, 워크 반송 방향으로 기재됨)에 대하여 직각인 폭 방향으로 배열된 복수의 마름모이다. 각각의 마름모는 300㎛의 변 및 424㎛의 대각선 길이(상기 워크 반송 방향에서)를 갖는다. 따라서, 상기 주기 패턴(5)의 1주기의 길이(주기 길이 L0)는 424㎛이다.
도 4a 및 도 4b에 나타낸 바와 같이, 상기 벨트 형상 워크(11)는 상기 투명막(3)의 기판 재료로서의 긴 막(long film)(20) 및 상기 긴 막(20) 상에 코팅된 은염 감광 재료(21)로 이루어진다. 상기 긴 막(20)은 예를 들면, 100㎛의 두께 t1 및 650mm~750mm의 워크 길이 W0를 갖는 투명 PET막이다. 100m~1000m 길이의 상기 긴 막(20)은 롤에 권취되고, 상기 워크 공급 영역(12)에 설치된다.
상기 워크 공급 영역(12)의 상기 벨트 형상 워크(11)의 선단은 끌어내어져 복수의 롤러에 감겨지고, 상기 워크 권취 영역(14)의 권취 릴(24)에 홀딩된다. 반송 영역을 구성하는 상기 권취 릴(24), 노광 롤러(28) 및 복수의 구동 롤러(나타내지 않음)는 모터군(25)에 의해서 권취 방향으로 회전되어 상기 벨트 형상 워크(11)를 상기 워크 반송 방향 F로 상기 워크 공급 영역(12)로부터 상기 워크 권취 영역(14)로 반송한다. 상기 벨트 형상 워크(11)의 워크 반송 속도 V는 예를 들면, 4m/분이다. 상기 워크 반송 속도 V는 상기 감광 재료의 감도, 상기 노광의 광원의 강도 등에 따라서 최적화되어도 좋다는 것에 주의한다.
상기 은염 감광 재료(21)는 예를 들면, 405nm의 파장에서 감도 중심을 갖도록 설정된다. 분광 감도 특성은 이것에 한정되지 않지만, 상기 광원의 파장에 대하여 최적화된다는 것에 주의한다. 또한, 상기 은염 감광 재료(21)는 큰 값의 γ(노광량/밀도)를 갖는다. 이것은 상기 밀도가 상기 노광량의 증가에 따라 점차적으로 증가하지 않지만 상기 노광량이 소정의 양에 이른 후 급속하게 증가하는 소위 경조 재료이다.
이하에, 상기 벨트 형상 워크(11)의 상기 은염 감광 재료(21)로서의 도전성 금속층용 감광 재료, 및 상기 감광 재료로 형성된 상기 전자파 차단막(2)으로서의 투명 전자파 차단막이 상세하게 기재될 것이다.
1. 도전성 금속층을 형성하기 위한 감광 재료
[유제층]
본 발명의 제조 방법에서 사용되는 상기 감광 재료는 기판 상에 광센서로서 은염을 함유하는 유제층(은염 함유층)을 갖는다. 본 발명에 있어서, 상기 유제층의 팽윤도는 150% 이상이다. 본 발명에 있어서, 상기 팽윤도는 이하와 같이 정의된다:
팽윤도(%)=100×((b)-(a))/(a)
상기 식에 있어서, (a)는 건조된 경우의 상기 유제층의 두께를 나타내고, (b)는 25℃에서 1분 동안 증류수에 침지된 후의 상기 유제층의 두께를 나타낸다.
(a)의 측정은 시료의 단면을 주사하는 주사 전자 현미경을 사용함으로써 행해질 수 있다. (b)의 측정은 팽윤된 시료가 액체 질소로 동결 건조된 후에 시료의 단면을 주사하기 위한 주사 전자 현미경을 사용하여 행해질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 유제층의 팽윤도는 150% 이상이지만, 상기 팽윤도의 바람직한 범위는 Ag/상기 유제층의 바인더 비율에 의존한다. 그 이유는 상기 층의 상기 바인더는 팽윤될 수 있는 반면, 상기 층의 은 할로겐화물 입자는 팽윤될 수 없기 때문이다. 상기 Ag/바인더 비율이 더욱 증가할수록, 상기 바인더의 팽윤도가 동일한 경우라도 상기 전체 유제층의 팽윤도는 더욱 감소한다. 본 발명에 있어서, 상기 유제층의 팽윤도는 상기 Ag/바인더 비율이 4.5 미만인 경우, 250% 이상, 상기 Ag/바인더 비율이 4.5 이상, 6 미만인 경우, 200% 이상인 것이 바람직하다. 상기 Ag/바인더 비율이 본 발명에 있어서 가장 바람직한 비율인 6~10인 경우, 상기 유제층의 팽윤도는 150% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 180% 이상이다.
본 발명에 있어서, 상기 팽윤도의 상한은 없지만, 너무 큰 팽윤도는 상기 공정에서 막 강도를 감소시키고 상기 막은 부서지기 쉽게 되므로 350% 이하인 것이 바람직하다. 상기 유체층의 팽윤도는 경화제의 첨가량, 및 코팅 후의 상기 유제층의 pH 및 수분 함량에 의해서 제어될 수 있다.
본 발명의 상기 유제층은 상기 은염 유제 이외에 필요에 따라서 염료, 바인더, 용매 등을 함유하여도 좋다. 이하에, 상기 유제층의 각각의 성분이 기재될 것이다.
<은염 유제>
본 발명에서 사용되는 은염 유제는 은 할로겐화물 등의 무기성 은염 또는 은 아세테이트 등의 유기성 은염일 수 있다. 본 발명에 있어서, 은 할로겐화물은 광센서로서의 우수한 특성을 위해서 사용되는 것이 바람직하고, 은염 사진막, 사진 제지, 리소그래피막, 은 할로겐화물에 관련된 포토 마스크를 위한 유제 마스크의 기술도 본 발명에 적용될 수 있다.
상기 은 할로겐화물에 함유된 할로겐 원소는 염소, 브롬, 요오드, 및 불소 또는 그들의 조합 중 어느 것이어도 좋다. 예를 들면, AgCl, AgBr 또는 AgI로 주로 형성되는 은 할로겐화물이 사용되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 AgBr 또는 AgCl로 주로 형성되는 은 할로겐화물이 사용된다. 또한, 은 클로로브로마이드, 은 요오도클로로브로마이드 또는 은 요오도브로마이드가 바람직하게 사용될 수 있다. 은 클로로브로마이드, 은 브로마이드, 은 요오도클로로브로마이드 또는 은 요오도브로마이드가 보다 바람직하게 사용되고, 가장 바람직하게는 50몰% 이상으로 은 클로라이드를 함유하는 은 클로로브로마이드 또는 은 요오도클로로브로마이드이다.
용어 "AgBr(은 브롬화물)로 주로 형성되는 은 할로겐화물"은 은 할로겐화물의 조성물에서 브롬 이온이 50% 이상의 몰비를 나타내는 은 할로겐화물을 의미한다. AgBr로 주로 형성되는 이러한 은 할로겐화물 입자는 브롬 이온 이외에 요오드 이온 또는 염소 이온을 함유하여도 좋다.
상기 은 할로겐화물 유제에서의 은 요오드화물의 바람직한 함량은 은 할로겐화물 유제 1몰당 1.5몰%인 것에 주의한다. 이러한 조건에 있어서, 로우 포그(low fog)의 발생이 방지되고 압력 특성은 향상된다. 상기 은 할로겐화물에서의 은 요오드화물의 함량은 은 할로겐화물 유제 1몰당 1몰% 이하인 것이 보다 바람직하다.
은 할로겐화물은 고체 입자로 존재하고, 상기 노광 및 상기 현상 공정 후에 형성된 패턴화된 은 금속층의 화상 품질을 고려하여, 구 상당 직경 0.1nm~1000nm(1㎛)의 평균 입자 크기를 갖는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1nm~100nm이 고, 더욱 바람직하게는 1nm~50nm이다.
은 할로겐화물 입자의 구 상당 직경은 동일한 체적의 구형 입자의 직경을 의미한다.
상기 은 할로겐화물 입자는 형태에 특별하게 한정되지 않고, 구형, 입방형, 평면형(6각 평판, 3각 평판 또는 4각 평판), 8면체형 또는 4면체형 등의 각종 형태를 가져도 좋고, 바람직하게는 입방형 또는 4면체형이다.
상기 은 할로겐화물 입자에 있어서, 내부 및 표면부는 균일한 상 또는 상이한 상을 가져도 좋다. 또한, 상이한 할로겐 조성물의 부분층이 상기 입자의 내부 또는 표면 상에 제공되어도 좋다.
본 발명에 사용되는 상기 은 할로겐화물 유제는 예를 들면 P. Glafkides에 의한 Chimie et Physique Photographique, Paul Montel(1967); G. F. Duffin에 의한 Photographic Emulsion Chemistry, The Focal Press(1966); 및 V. L. Zelikman et al.에 의한 Making and Coating Photographic Emulsion, The Focal Press(1964)에 기재된 방법을 사용하여 제조될 수 있다.
보다 구체적으로, 산 공정 또는 중성 공정이 사용되어도 좋다. 또한, 가용성 은염 및 가용성 할로겐염은 단일 제트 방법, 2중 제트 방법, 및 그들의 조합 중 어느 하나에 의해서 반응되어도 좋다.
또한, 과도한 은 이온 존재시 입자를 형성하는 방법(소위 역 혼합 방법)이 사용되어도 좋다. 상기 2중 제트 방법 중 한 형태로서, 은 할로겐화물이 제조되는 액체 상의 pAg 상수를 유지하는 방법, 즉, 소위 제어된 2중 제트 방법이 사용되어 도 좋다.
또한, 암모니아, 티오에테르, 또는 테트라치환 티오우레아 등의 소위 은 할로겐화물 용매를 사용하여 입자를 형성하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 JP-A-53-82408 및 JP-A-55-77737에 기재된 테트라치환 티오우레아 화합물을 사용한다. 상기 티오우레아 화합물의 바람직한 예로는 테트라메틸티오우레아 및 1,3-디메틸-2-이미다졸리딘티온이 있다. 은 할로겐화물 용매의 첨가량은 사용되는 화합물의 종류 또는 입자 크기 및 얻어지는 할로겐 조성물에 따라서 변하지만, 은 할로겐화물 1몰당 10- 5몰~10- 2몰이 바람직하다.
상기 제어된 2중 제트 방법 및 은 할로겐화물 용매를 사용하여 입자를 형성하는 방법에 따르면, 일반 결정 형태 및 좁은 입자 크기 분포를 갖는 입자를 포함하는 은 할로겐화물 유제가 쉽게 제조될 수 있다. 이들 방법은 본 발명에 사용되는 상기 은 할로겐화물 유제를 제조하는데 유용한 방법이다.
상기 입자 크기를 균일하게 하기 위해서, 영국 특허 제 1,535,016, JP-B-48-36890, 및 JP-B-52-16364에 기재된 바와 같이, 입자 성장 비율에 따라서 은 질화물 또는 은 할로겐화물의 첨가 비율을 변화시키는 방법, 또는 영국 특허 4,242,445 및 JP-A-55-158124에 기재된 바와 같이, 수용액의 농도를 변화시키는 방법을 사용하여 임계 포화도를 초과하지 않는 범위 내로 입자를 급속하게 성장시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 상기 유제층을 형성하는데 사용된 상기 은 할로겐화물 유제는 {(입자 크기의 표준 편차)/(평균 입자 크기)}×100으로 나타내어지는 20% 이하의 변동 계수를 갖는 단일 분산 유제인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15% 이하이고, 가장 바람직하게는 10% 이하이다.
또한, 본 발명에 사용된 상기 은 할로겐화물 유제는 상이한 입자 크기의 복수의 은 할로겐화물 유제의 혼합물이어도 좋다.
본 발명에 사용되는 상기 은 할로겐화물 유제는 Ⅷ족 또는 ⅦB족에 속하는 금속을 함유하여도 좋다. 로듐 화합물, 이리듐 화합물, 루테늄 화합물, 철 화합물 및 오스뮴 화합물 등의 이러한 금속 화합물을 함유하여 경조 및 로우 포그가 얻어지는 것이 특히 바람직하다. 이들 화합물은 예를 들면 시안 이온, 할로겐 이온, 티오시아네이트 이온, 니트로실 이온, 물 또는 히드록시드 이온일 수 있고 이러한 슈도 할로겐, 암모니아 또는 유기성 분자 이외에 예를 들면, 아민(메틸아민 또는 에틸렌디아민 등), 복소환 화합물(이미다졸, 티아졸, 5-메틸티아졸 또는 메르캅토이미다졸 등), 우레아 또는 티오우레아일 수도 있는 각종 리간드를 함유할 수 있다.
또한, 상기 은 할로겐화물 입자는 감도 향상을 위해서 K4[Fe(CN)6], K4[Ru(CN)6] 또는 K3[Cr(CN)6] 등의 금속 착체 헥사시안화물로 도프되는 것이 유리하다.
본 발명에서 사용되는 로듐 화합물로서, 수용성 로듐 화합물이 사용될 수 있다. 상기 로듐 화합물의 예로는 로듐(Ⅲ) 할로겐화물 화합물, 헥사클로로 로듐(Ⅲ) 착체염, 펜타클로로아쿠아 로듐(Ⅲ) 착체염, 테트라크로로디아쿠아 로듐(Ⅲ) 착체 염, 헥사브로모 로듐(Ⅲ) 착체염, 헥사민 로듐(Ⅲ) 착체염, 트리옥살라토 로듐(Ⅲ) 착체염 및 K3Rh2Br9이 포함된다.
상기 로듐 화합물은 사용 전에 물 또는 적절한 용매에 용해되는 것이 일반적이고, 상기 로듐 화합물의 용해를 안정화시키기 위한 일반 방법, 즉, 수소 할로겐화물(예를 들면, 염산, 수산화브롬산, 수산화플루오르산) 또는 알칼리 할로겐화물(예를 들면, KCl, NaCl, KBr, NaBr)의 수용액을 첨가하는 방법이 사용되어도 좋다. 또한, 은 할로겐화물 제조시에 수용성 로듐 화합물 대신에 로듐이 이전에 도프된 분리되어 제조된 은 할로겐화물이 첨가되고 용해될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 상기 이리듐 화합물의 예로는 K2IrCl6 및 K3IrCl6 등의 헥사클로로 이리듐 착체염, 헥사브로모 이리듐 착체염, 헥사아민 이리듐 착체염, 및 펜타클로로 니트로실 이리듐 착체염이 포함된다.
본 발명에서 사용되는 상기 루테늄 화합물의 예로는 헥사클로로루테늄, 펜타클로로 니트로실 루테늄, 또는 K4[Ru(CN)6]가 포함된다.
본 발명에서 사용되는 상기 철 화합물의 예로는 포타슘 헥사시아노 철산염(Ⅱ) 및 철 티오시아네이트가 포함된다.
본 발명에서 사용되는 루테늄 및 오스뮴은 예를 들면, JP-A-63-2042, JP-A-1-285941, JP-A-2-20852, 및 JP-A-2-20855에 기재된 바와 같이, 수용성 착체염 형태로 첨가될 수 있다. 이들 중에서, 식 [ML6]-n으로 나타내어진 헥사 배위 금속 착체가 특히 바람직하다.
여기서, M은 Ru 또는 Os를 나타내고, n은 0, 1, 2, 3, 또는 4를 나타낸다.
상기 착체를 위한 카운터 이온은 중요하지 않고, 암모늄 이온 또는 알칼리 금속 이온일 수 있다. 또한, 상기 리간드의 바람직한 예로는 할로겐화물 리간드, 시안화물 리간드, 시아네이트 리간드, 니트로실 리간드, 및 티오니트로실 리간드가 포함된다. 본 발명에서 사용되는 상기 착체의 바람직한 예는 이하에 설명되지만, 그들은 본 발명의 범위를 한정하도록 의도되지 않는다.
[RuCl6]-3, [RuCl4(H2O)2]-1, [RuCl5(NO)]-2, [RuBr5(NS)]-2, [Ru(CO)3Cl3]-2, [Ru(CO)Cl5]-2, [Ru(CO)Br5]-2, [OsCl6]-3, [OSCl5(NO)]-2, [OS(NO)(CN)5]-2, [Os(NS)Br5]-2, [Os(CN)6]-4, [Os(O)2(CN)5]-4.
이들 화합물의 첨가량은 은 할로겐화물 1몰당 10- 10몰~10- 2몰이 바람직하고, 특히 바람직하게는 10- 9몰~10- 3몰이다.
또한, 본 발명에 있어서, Pd(Ⅱ) 이온 및/또는 Pd 금속을 함유하는 은 할로겐화물이 사용되는 것이 유리하다. Pd는 은 할로겐화물 입자 내에 균일하게 분포되어도 좋지만, 상기 은 할로겐화물 입자의 표면층 부근에 포함되는 것이 바람직하다. Pd는 "은 할로겐화물 입자의 표면층 부근에 포함된다"는 상기 표현은 상기 은 할로겐화물 입자가 상기 은 할로겐화물 입자의 표면으로부터 50nm의 깊이 내에 다른 층보다 높은 팔라듐 함량을 갖는 층을 갖는 것을 의미한다.
이러한 은 할로겐화물 입자는 상기 은 할로겐화물 입자의 형성 과정에 Pd를 첨가시킴으로써 제조될 수 있고, 은 이온 및 할로겐 이온이 전체 첨가량의 50% 이상으로 첨가된 후에 Pd를 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, 유리하게는 Pd(Ⅱ) 이온은 후숙 단계에서 Pd(Ⅱ) 이온을 첨가함으로써 은 할로겐화물의 표면층에 포함되어도 좋다.
이러한 Pd 함유 은 할로겐화물 입자는 물리적 현상 또는 무전해 플레이팅의 속도를 증가시켜 소망의 전자파 차단 재료의 제조 효율성을 향상시켜, 제조 비용의 감소에 기여한다. Pd는 널리 공지되어 있고 무전해 플레이팅을 위한 촉매로서 사용되고, 본 발명에서, Pd를 상기 은 할로겐화물 입자의 표면층에 위치시켜 극히 고가인 Pd가 절약될 수 있다.
본 발명에 있어서, Pd 이온 및/또는 Pd 금속은 상기 은 할로겐화물의 은의 몰수에 대하여 상기 은 할로겐화 물의 10-4~0.5몰/몰.Ag.의 함량을 갖는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.01~0.3몰/몰.Ag.를 갖는다.
사용되는 상기 Pd 화합물은 예를 들면, PdCl4 또는 Na2PdCl4일 수 있다.
본 발명에서 사용되는 상기 은 할로겐화물 유제는 화학적 증감을 행하여 광 검출기로서의 감도를 증가시키는 것이 바람직하다. 상기 화학적 증감은 공지의 방법, 예를 들면, 황 증감, 셀레늄 증감, 텔루륨 증감 등의 칼코겐 증감, 금 증감 등의 귀금속 증감, 및 감소 증감을 사용하여 행해져도 좋다. 이들 증감 방법은 개별적으로 또는 조합으로 사용되어도 좋다. 이들 증감 방법이 조합으로 사용되는 경 우, 황 증감 및 금 증감의 조합; 황 증감, 셀레늄 증감, 및 금 증감의 조합; 및 황 증감, 텔루륨 증감, 및 금 증감의 조합이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 상기 황 증감은 황 증감제를 첨가하고 40℃ 이상의 고온에서 소정의 시간 동안 상기 유제를 교반함으로써 행해지는 것이 일반적이다. 사용되는 상기 황 증감제는 공지의 화합물이어도 좋고, 그들의 예로는 젤라틴에 함유된 상기 황 화합물 이외에, 티오술페이트, 티오우레아, 티아졸, 및 로다닌 등의 각종 황 화합물이 포함된다. 바람직한 황 화합물은 티오술페이트 및 티오우레아 화합물이다. 상기 황 증감제의 첨가량은 화학적 숙성시의 pH 및 온도, 및 은 할로겐화물 입자의 크기 등의 각종 조건에 따라서 변하지만, 은 할로겐화물 1몰당 10- 7몰~10- 2몰인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10- 5몰~10- 3몰이다.
본 발명에서 사용되는 상기 셀레늄 증감제는 공지의 셀레늄 화합물이어도 좋다. 상기 셀레늄 증감은 불안정 셀레늄 및/또는 안정 셀레늄 화합물을 첨가하고 40℃ 이상의 고온에서 소정의 시간 동안 상기 유제를 교반함으로써 행해지는 것이 일반적이다. 상기 불안정 셀레늄 화합물의 예로는 JP-B-44-15748, JP-B-43-13489, JP-A-4-109240, JP-A-4-324855에 기재된 화합물이 포함되고, 이들 중에서, JP-A-4-324855에 일반식 (Ⅷ) 또는 (Ⅸ)로 나타내어진 화합물이 특히 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 상기 텔루륨 증감제는 증감 핵이 되는 것으로 추정되는 은 텔루리드를 은 할로겐화물 입자의 표면 상에 또는 내부에 형성하기 위한 화합물이다. 은 할로겐화물 유제에서의 은 텔루리드의 형성 속도는 JP-A-5-313284에 기재된 방법에 따라서 측정될 수 있다. 사용되는 상기 텔루륨 증감제의 구체예로는 미국 특허 제 1,623,499, 제 3,320,069, 및 제 3,772,031, 영국 특허 제 235,211, 제 1,121,496, 제 1,295,462 및 제 1,396,696, 캐나다 특허 제 800,958, JP-A-4-204640, JP-A-4-271341, JP-A-4-333043, JP-A-5-303157, J. Chem. Soc. Chem. Commun., 635(1980); ibid., 1102(1979); ibid., 645(1979); J. Chem. Soc. Perkin. Trans., 1, 2191(1980); S. Patai(편집자)에 의해서 편집된 The Chemistry of Organic Serenium and Tellunium Compunds, Vol. 1(1986); 및 ibid., Vol. 2(1987)에 기재된 화합물이 포함된다. JP-A-5-313284에서 일반식 (Ⅱ), (Ⅲ), (Ⅳ)로 나타내어진 화합물이 특히 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 셀레늄 증감제 또는 텔루륨 증감제의 사용량은 사용되는 은 할로겐화물 입자 또는 화학적 숙성 조건에 따라서 변하지만, 은 할로겐화물 1몰당 10- 8몰~10- 2몰의 범위 내가 일반적이고, 바람직하게는 10- 7몰~10- 3몰이다. 본 발명의 상기 화학적 증감의 조건은 특별하게 한정되지 않지만, pH는 5~8이 일반적이고, pAg는 6~11이 일반적이고, 바람직하게는 7~10이며, 온도는 40℃~95℃가 일반적이고, 바람직하게는 45℃~85℃이다.
본 발명에서 사용되는 상기 귀금속 증감제의 예로는 금, 백금, 팔라듐, 및 이리듐이 포함되고 금 증감이 특히 바람직하다. 본 발명에서 사용되는 상기 금 증감제의 구체예로는 클로로아우르산, 포타슘 클로로아우레이트, 포타슘 아우릭 티오시아네이트, 금 술피드, 금 티오글루코오스(Ⅰ), 및 금 티오만노오스(Ⅰ)가 포함된다. 상기 금 증감제는 은 할로겐화물 1몰당 약 10-7몰~10-2몰의 함량으로 사용될 수 있다. 본 발명에서 사용되는 상기 은 할로겐화물 유제에 있어서, 카드뮴염, 술피트, 납염, 또는 탈루륨염이 은 할로겐화물 입자의 형성 또는 물리적 숙성 동안에 함께 존재하여도 좋다.
본 발명에 있어서, 감소 증감이 사용되어도 좋다. 사용되는 상기 감소 증감제의 예로는 주석염, 아민, 포름아미딘술핀산, 및 실란 화합물이 포함된다. 본 발명에 사용되는 상기 은 할로겐화물 유제에, 유럽 미심사 특허 출원 제 293,917에 기재된 방법에 따라서 티오술폰산 화합물이 첨가되어도 좋다. 본 발명에서 사용되는 감광 재료에서 상기 은 할로겐화물 유제로서, 1종의 유제만이 사용되어도 좋거나, 또는 2종 이상(예를 들면, 평균 입자 크기, 할로겐 조성물, 결정상, 화학적 증감의 조건, 또는 감도가 상이한 것들)이 함께 사용되어도 좋다. 특히, 경조를 얻기 위해서, 상기 유제는 JP-A-6-324426에 기재된 바와 같이 상기 지지대 근방일수록 감도가 높아지는 것이 바람직하다.
상기 은 할로겐화물 유제의 코팅량에는 한정이 없다는 것에 주의한다. 상기 유제의 너무 많은 코팅량은 상기 감광 재료의 고비용을 야기하고, 긴 노광 시간을 필요로 하지만, 은 할로겐화물 유제의 더욱 많은 양은 보다 낮은 저항값으로 현상된 은을 형성하는데 유리하다. 상기 도전성막을 위한 상기 은염 감광 재료로서의 상기 은 할로겐화물 유제의 코팅량은 은의 체적의 2g/㎡~15g/㎡의 범위 내가 바람직하고, 보다 바람직하게는 4g/㎡~10g/㎡의 범위 내이다.
<바인더>
상기 유제층은 상기 은염 입자를 균일하게 분산시키고 상기 유제층과 상기 기판 간의 부착을 보조할 목적으로 바인더를 사용할 수 있다. 본 발명의 상기 바인더는 물 불용성 바인더 또는 수용성 바인더일 수 있지만, 수용성 바인더인 것이 바람직하다.
이러한 바인더는 예를 들면, 젤라틴, 폴리비닐 알코올(PVA), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 전분, 셀룰로오스 및 그들의 유도체 등의 다당류, 폴리에틸렌 옥시드, 다당류, 폴리비닐아민, 키토산, 폴리리신, 폴리아크릴산, 폴리알긴산, 폴리히알루론산, 또는 카르복시셀룰로오스일 수 있다. 이들 재료는 관능기의 이온 특성에 따라서 중성, 음이온 특성, 또는 양이온 특성을 갖는다.
상기 유제층에 함유된 상기 바인더의 양은 특별하게 한정되지 않고, 분산 및 부착이 만족되는 범위 내에서 적절하게 선택될 수 있다. 상기 유제층에서의 바인더의 비율이 클수록 더욱 낮은 저항값을 갖는 현상된 은을 형성하는 장점을 갖는다. 그러나, 너무 큰 Ag/바인더 비율은 은 할로겐화물 입자의 집괴 및 열화된 코팅 특성을 야기한다. 상기 유제층에서의 상기 바인더의 Ag/바인더 중량 비율로의 양은 3 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4.5~12의 범위 내이고, 더욱 바람직하게는 6~10의 범위 내이다. 상기 바인더로서, 젤라틴이 사용되는 것이 가장 바람직하다.
<경화제>
본 발명의 감광 재료에서 상기 유제층 및 다른 친수성 콜로이드층은 경화제에 의해서 경화되는 것이 바람직하다.
상기 경화제로서, 유기성 또는 무기성 젤라틴 경화제가 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다. 상기 젤라틴 경화제로서, 예를 들면, 1,3,5-트리아크릴로일-헥사히드로-s-트리아진, 비스(비닐술포닐)메틸 에테르, N,N'-메틸렌비스-[β-(비닐술포닐)프로피온아미드] 등의 활성 비닐 화합물, 2,4-디클로로-6-히드록시-s-트리아진 등의 활성 할로겐 화합물, 뮤코염산 등의 뮤코할로겐산, (1-모르폴리노카르보닐-3-피리디니오)메탄술포네이트 등의 N-카르바모일피리디늄염, 1-(1-클로로-1-피리디노메틸렌)피롤리디늄 2-나프탈렌술포네이트 등의 할로아미디늄염이 있다. 특히, 그들 중에서, JP-B-53-41220, JP-B-53-57257, JP-B-59-162546 및 JP-B-60-80846에 기재된 활성 비닐 화합물, 미국 특허 제 3,325,287에 기재된 활성 할로겐 화합물이 바람직하다. 상기 젤라틴 경화제의 주요예는 이하에 나타나 있다.
Figure 112008025127155-pct00001
Figure 112008025127155-pct00002
Figure 112008025127155-pct00003
상기와 같이, 상기 유제층의 팽윤도는 상기 유제층에서의 상기 경화제의 양을 변화시킴으로써 제어될 수 있다.
상기 유제층에서의 상기 경화제의 바람직한 양은 상기 경화제 첨가 후의 상기 감광 재료의 저장 온도 및 습도, 저장 기간, 상기 감광 재료의 막 pH 및 상기 감광 재료의 바인더 양에 따라서 변하므로 고정된 값으로 정의될 수 없다. 특히, 상기 바인더와 반응하기 전에, 상기 경화제는 상기 감광 재료의 한 표면 상의 전체 층에 확산될 수 있으므로, 상기 경화제의 바람직한 양은 상기 유제층을 포함하는 상기 감광 재료의 한 표면 상의 상기 바인더의 전체 양에 의존한다. 본 발명에 있어서, 상기 감광 재료에서의 상기 경화제의 함량은 상기 감광 재료의 한 표면 상의 상기 바인더의 전체 양에 대하여 0.2질량%~15질량%의 범위 내인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5질량%~6질량%의 범위 내이다.
또한, 상술한 바와 같이, 상기 경화제는 확산될 수 있으므로, 상기 경화제는 상기 유제층이 존재하는 상기 감광 재료의 동일한 표면 상의 어떠한 층에 첨가되어도 좋고, 또는 그들의 바람직한 양이 복수의 조각으로 분할된 후에 복수의 층에 첨가되어도 좋다.
<염료>
상기 감광 재료는 적어도 상기 유제층에서 염료를 함유한다. 이러한 염료는 상기 유제층에서 필터 염료로서, 또는 조사 방지 등의 각종 목적을 위해서 포함된다. 상기 염료는 고체 분산 염료를 포함하여도 좋다. 본 발명에서 바람직하게 사용된 염료는 JP-A-9-179243에 일반식 FA, FA1, FA2 및 FA3으로 나타내어진 그것을 포함하고, 보다 구체적으로는 그에 기재된 화합물 F1~F34를 포함한다. 또한, JP-A-7-152112에 기재된 화합물(Ⅱ-2)~(Ⅱ-24), JP-A-7-152112에 기재된 화합물 (Ⅲ-5)~(Ⅲ-18), 및 JP-A-7-152112에 기재된 화합물 (Ⅳ-2)~(Ⅳ-7)이 유리하게 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에서 사용될 수 있는 상기 염료는 상기 현상 또는 고정 공정에서 탈색되는 고체 미세 입자에 분산된 염료로서, JP-A-3-138640에 기재된 시아닌 염료, 피릴륨 염료 및 아미늄 염료를 포함한다. 또한, 상기 공정에서 탈색되지 않 는 염료로서, JP-A-9-96891에 기재된 카르복실기를 갖는 시아닌 염료, JP-A-8-245902에 기재된 산성기를 함유하지 않는 시아닌 염료 및 JP-A-8-333519에 기재된 레이크 시아닌 염료, JP-A-1-266536에 기재된 시아닌 염료, JP-A-3-136038에 기재된 홀로폴라 시아닌 염료, JP-A-62-299959에 기재된 피릴륨 염료, JP-A-7-253639에 기재된 폴리머 시아닌 염료, JP-A-2-282244에 기재된 고체 입자 분산의 옥소놀 염료, JP-A-63-131135에 기재된 광 산란 입자, JP-A-9-5913에 기재된 Yb<3+> 화합물 및 JP-A-7-113072에 기재된 ITO 분말이 사용될 수 있다. JP-A-9-179243에 기재된 일반식 F1 및 F2로 나타내어진 염료도 사용될 수 있고, 보다 구체적으로는 그에 기재된 화합물 F35~F112가 사용될 수 있다.
또한, 수용성 염료는 상기 염료로서 함유되어도 좋다. 이러한 수용성 염료는 옥소놀 염료, 벤질리덴 염료, 메로시아닌 염료, 시아닌 염료 또는 아조 염료일 수 있다. 이들 중에서, 옥소놀 염료, 헤미옥소놀 염료 또는 벤질리덴이 본 발명에서 사용될 수 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 상기 수용성 염료의 구체예로는 영국 특허 제 584,609 및 제 1,177,429, JP-A-48-85130, JP-A-49-99620, JP-A-49-114420, JP-A-52-20822, JP-A-59-154439, 및 JP-A-59-208548, 미국 특허 제 2,274,782, 제 2,533,472, 제 2,956,879, 제 3,148,187, 제 3,177,078, 제 3,247,127, 제 3,540,887, 제 3,575, 704, 제 3,653,905 및 제 3,718,427에 기재된 그것이 포함된다.
상기 유제층에서, 상기 염료는 조사 방지 효과 및 함량 증가에 의한 감도의 감소를 고려하여, 전제 고형분에 대하여 0.01질량%~10질량%의 함량을 갖는 것이 바 람직하고, 보다 바람직하게는 0.1질량%~5질량%의 함량을 갖는다.
<용매>
상기 유제층을 형성하는데 사용되는 용매는 특별하게 한정되지 않고, 예를 들면, 물, 유기 용매(예를 들면, 메탄올 등의 알코올, 아세톤 등의 케톤, 포름아미드 등의 아미드, 디메틸 술폭시드 등의 술폭시드, 에틸 아세테이트 등의 에스테르, 또는 에테르), 이온성 액체 또는 그들의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 상기 유제층에 있어서, 상기 용매는 상기 유제층에 함유된 상기 은염, 상기 바인더 등의 전체 질량에 대하여 30~90질량%의 범위 내의 양으로 사용되고, 바람직하게는 50~80질량%의 범위 내로 사용된다.
[기판]
본 발명의 상기 제조 방법에 사용되는 상기 감광 재료용 기판은 예를 들면, 플라스틱막, 플라스틱판 또는 유리판일 수 있다.
상기 플라스틱막 또는 상기 플라스틱판용 원료는 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트 등의 폴리에스테르; 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌 또는 EVA 등의 폴리올레핀; 폴리비닐 클로리드, 또는 폴리비닐리덴 클로리드 등의 비닐 수지; 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리술폰(PSF), 폴리에테르술폰(PES), 폴리카르보네이트(PC), 폴리아미드, 폴리이미드, 아크릴 수지, 또는 트리아세틸 셀룰로오스(TAC)일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 플라스틱막은 투명성, 내열성, 쉬운 조작 및 비용을 고려하여 폴리에틸렌 테레프탈레이트막인 것이 바람직하다.
본 발명에 의해서 얻어진 상기 도전성 금속층이 표시 장치용 상기 전자파 차단재으로서 사용되는 경우, 상기 기판은 투명 플라스틱 등의 투명 재료인 것이 바람직하다. 이러한 경우, 상기 플라스틱막 또는 상기 플라스틱판은 70~100%의 전체 가시 영역의 투명성을 갖는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 85~100%이고, 특히 바람직하게는 90~100%이다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 기판을 착색되어도 좋다. 또한, 상기 기판은 단층 또는 2층 이상을 조합시킴으로써 다층화된 막이어도 좋다.
본 발명에서 상기 기판으로서 유리판을 사용하는 경우, 유리의 종류는 특별하게 한정되지 않는다. 그러나, 본 발명에 의해서 얻어진 상기 도전성 금속층이 상기 표시 장치용 전자파 차단재으로서 사용되는 경우, 상기 표면 상에 강화층을 갖는 강화 유리가 바람직하다. 상기 강화 유리는 비강화 유리와 비교하여 파손에 대한 내구성이 있다. 또한, 날카롭지 않은 가장자리를 갖는 작은 단편으로 파손되고 안전성에 대하여 바람직한 경우라도, 공기 냉각 방법에 의해서 얻어진 상기 강화 유리는 파손될 것이다.
[감광 재료의 형성]
본 발명의 상기 감광 재료는 상기 성분을 함유하는 코팅액으로 유제층을 코팅함으로써 형성될 수 있다. 어떠한 방법도 상기 코팅에 사용될 수 있다.
상기 코팅된 유제층은 3.0~9.0의 pH를 갖는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4.0~7.0의 pH를 가져 상기 팽윤도를 달성한다. 본 발명에 있어서, 상기 유제층의 pH는 20㎕ 증류수 드롭이 표면 상에 위치된 후 1분 동안 방치된 코팅막에 연 결된 표면 전극을 통해서 리드 아웃하는 25℃에서 검출된 pH값으로서 정의된다. 또한, 상기 유제층의 수분 함량은 상기 유제층 측상의 전체 바인더 함량에 대하여 50중량% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5중량%~30중량%의 범위 내이다.
본 발명의 상기 감광 재료는 상기 유제층 이외에 다른 기능층을 가져도 좋다. 상기 기능층으로서, 예를 들면, 상기 유제층 상의 보호층, UL층 및 서빙층, 상기 감광 재료의 다른 측상의(유제층 없이) 백층이 있다.
상기 유제층은 실제로 최상층인 것이 바람직하다. "상기 유제층은 실제로 최상층인 것이 바람직하다"는 상기 유제층이 실제로 최상층이거나, 또는 상기 유제층 상의 층의 전체 두께가 0.5㎛ 이하인 것을 의미한다. 상기 유제층 상의 층의 전체 두께는 0.2㎛ 이하인 것이 바람직하다. 상기 유제층의 두께는 한정되지 않지만, 0.2㎛~20㎛의 범위 내인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5㎛~5㎛의 범위 내이다.
상기 노광 영역(13)은 예를 들면, 150mm의 직경 De를 갖는 노광 롤러(28), 상기 노광 롤러(28) 상에 배치된 포토 마스크(29), 및 상기 포토 마스크(29)를 조명하기 위한 조명 영역(30)으로 이루어진다. 도 5a 및 도 5b에 나타낸 바와 같이, 상기 포토 마스크(29)는 예를 들면, 4.5mm의 두께 t2를 갖는 투명 소다 유리로 형성된 마스크 기판(32), 200mm의 길이 Lm(상기 워크 반송 방향에서의) 및 800mm의 마스크 폭 Wm, 및 상기 마스크 기판(32)의 한 표면 상에 상기 워크 반송 방향 F를 따라서 배열된 복수의 마스크 패턴(33)을 포함한다.
상기 마스크 패턴(33)은 예를 들면, 흑색의 광 차단 패턴 상의 슬릿으로 형성된다. 상기 슬릿은 상기 폭 방향에 걸쳐 상기 마스크 패턴(33)을 형성하고 광의 투과를 행한다. 상기 차단 패턴은 흑색이고, 상기 마스크 패턴(33)(슬릿)은 실제로 백색이지만, 상기 형상의 가시성을 고려하여, 도 5a에서, 상기 차단 패턴은 백색으로 드로잉되고 상기 마스크 패턴은 흑색으로 드로잉된다는 것에 주의한다.
상기 도 5c에 나타낸 바와 같이, 상기 마스크 패턴(33)은 상기 주기 패턴(5)의 메쉬와 동일한 형태와 크기를 갖고, 크롬 침전에 의해서 상기 워크 폭 방향에 걸쳐 상기 마스크 기판(32) 상에 형성된다. 복수의 상기 마스크 패턴(33)은 상기 마스크 기판(32) 상의 패턴 영역(35)에서 상기 워크 반송 방향 F를 따라서 배열된다. 예를 들면, 상기 패턴 영역(35)은 200mm의 패턴 길이 L(상기 워크 반송 방향 F에서), 및 760mm의 패턴 폭(상기 워크 폭 방향에서)을 갖는다. 상기 워크 폭 W0 및 상기 패턴 폭 W가 상기 값에 한정되지는 않지만, 상기 워크 폭 W0와 상기 패턴 폭 W 간의 관계는 W0<W를 만족하여 상기 워크(11)가 공정 동안 진행하는 경우라도 자연히 상기 벨트 형상 워크(11) 상에 상기 주기 패턴(5)을 노광하는 것이 바람직하다.
상기 벨트 형상 워크(11) 상의 상기 주기 패턴(5)으로서 상기 마스크 패턴(33)을 노광하기 위해서, 상기 주기 길이 L0와 상기 패턴 길이 L 간의 관계는 L0<L을 만족하는 것이 바람직하다. 이러한 실시형태에 있어서, 상기 포토 마스크(29)의 강성도를 확보하여 상기 포토 마스크(29) 등의 굴곡에 의해서 야기되는 화상의 트위스트를 방지하기 위해서, 200mm의 상기 패턴 길이 L이 424㎛의 상기 주기 길이 L0보다 현저하게 크지만, 상기 패턴 길이 L은 상기 포토 마스크(29)의 구조가 충분한 강성도를 갖는 한 비용 절감을 위해서 짧아질 수 있다. 예를 들면, 복수의 주기 패턴이 800×1000mm의 소다 유리 기판을 가로질러 형성되고, 이어서, 상기 기판이 복수의 스트립(마스크)으로 커팅되는 경우, 상기 복수의 마스크는 단일 마스크 제조 공정 및 커팅 공정에 의해서만 저비용으로 형성된다.
상기 마스크 패턴(33)의 패턴 길이 L이 상기 주기 패턴(5)의 노광을 위해서 최소 주기 길이 L0보다 충분히 큰 경우, 상기 포토 마스크(29)가 작동 에러 등에 의해서 손상된 경우라도, 상기 워크 반송 방향 F에서 적어도 상기 주기 길이 L0만큼 이동된 후에 사용될 수 있다. 이러한 경우, 여분의(백업) 포토마스크가 필요하지 않으므로, 상기 비용 성능은 증가될 수 있다.
상기 마스크 패턴(33)의 슬릿 폭은 프록시미티 노광에 의한 라인 확장 효과를 고려하여, 상기 주기 패턴(5)의 소망의 라인 폭 Wp보다 좁은 것이 바람직하다. 또한, 상기 배향각 θp, 상기 공간 피치 P 및 라인 폭 Wp는 상기 값에 한정되지 않지만, 상기 패턴(5)는 상기 워크 반송 방향 F에서의 주기 패턴일 필요가 있다.
상기 포토 마스크(29)는 도 6에 나타내어진 마스크 홀딩 영역(40)에 의해서 홀딩된다. 상기 마스크 홀딩 영역(40)은 상기 포토 마스크(29)를 홀딩하기 위한 홀딩 프레임(41), 상기 홀딩 프레임(41)에 의해서 홀딩된 상기 포토 마스크(29)가 프록시미티 갭 Lg를 통해서 상기 벨트 형상 워크(11)와 대향하는 노광 위치와 상기 포토 마스크(29)와 상기 벨트 형상 워크(11) 간의 갭이 상기 프록시미티 갭 Lg보다 큰 재처리 위치(도에서 2중선 라인의 쇄로 나타냄) 간을 이동할 수 있는 상기 홀딩 프레임을 지지하기 위한 지지대(42), 상기 홀딩 프레임(41)을 상기 노광 위치와 상기 재처리 위치 간에서 이동시키기 위한 구동기로서의 상기 액츄에이터(43)로 이루어진다. 이러한 실시형태에 있어서, 상기 프록시미티 갭 Lg는 예를 들면, 50㎛이다.
상기 홀딩 프레임(41)은 상기 워크 반송 방향 F를 따라서 전방 및 후방으로부터 그것을 겹침으로써 상기 포토 마스크(29)의 외주를 홀딩한다. 상기 홀딩 프레임(41)은 상기 폭 방향에 걸쳐 배열된 복수의 조절 스크류(46)와 함께 제공되고, 이것은 상기 홀딩 프레임의 뒤 측(광원 측)으로부터 나사로 고정되어 상기 포토 마스크(29)와 접촉한다. 상기 조절 스크류(46)는 상기 폭 방향으로의 상기 프록시미티 갭 Lg의 작은 변형을 수정하기 위해서 미세 조절을 행한다. 상기 홀딩 프레임(41)에 대한 각각의 스크류(46)의 스크류 양이 변화되는 경우, 상기 홀딩 프레임(41)에서 상기 스크류와 접촉하는 상기 포토 마스크(29)의 위치도 상기 스크류의 양에 따라서 변화된다. 상기 포토 마스크(29)는 상기 프록시미티 갭 Lg가 상기 폭 방향에 걸쳐 일정하게 조절되도록 상기 홀딩 프레임(41)에서 이동된다.
상기 지지대(42)는 상기 홀딩 프레임(41)에 부착된 슬라이드 가이드(49), 및 상기 슬라이드 가이드(49)를 슬라이딩할 수 있게 지지하는 슬라이드 레일(50)로 이루어져 상기 노광 위치와 상기 재처리 위치 간에 상기 홀딩 프레임(41)을 슬라이딩할 수 있게 홀딩한다. 상기 액츄에이터(43)로서, 예를 들면, 모터, 솔레노이드 및 에어 실린더가 사용될 수 있다. 상기 액츄에이터(43)는 상기 슬라이드 레일(50) 상의 상기 홀딩 프레임(41)을 상기 노광 위치와 상기 재처리 위치 간에서 슬라이딩한다. 상기 프록시미티 갭 Lg는 상기 슬라이드 레일(50) 상의 노광 위치를 결정하는 스토퍼의 미세 조절에 의해서 결정된다.
상기 액츄에이터(43)는 상기 지지대(42)에 부착되고, 이동기(43a)는 상기 슬라이드 가이드(49)에 연결된다. 상기 액츄에이터(43)의 이동은 상기 제어기(16)에 의해서 제어된다. 상기 액츄에이터(43)는 노광을 개시하기 위해서 상기 이동기(43a)를 하류로 밀어 상기 홀딩 프레임(41)을 상기 노광 위치를 향하여 이동시킨다. 상기 벨트 형상 워크(11)의 접합부가 상기 포토 마스크(29)를 통과하는 경우, 상기 액츄에이터(43)는 상기 접합부와 상기 포토 마스크(29)의 접촉을 방지하기 위해서 상기 이동기(43a)를 상류로 당겨 상기 홀딩 프레임(41)을 상기 재처리 위치를 향하여 이동시킨다. 상기 재처리 위치는 예를 들면, 상기 노광 위치로부터 50mm 떨어져 자연히 상기 접합부와의 접촉이 방지된다. 본 발명에서 사용된 상기 지지대(42)는 상기 노광 위치를 향한 이동에서 위치 재현성의 높은 정확성을 가지므로, 상기 프록시미티 갭 Lg는 상기 홀딩 프레임(41)의 이동에 의한 배열 이외가 되지 않는다는 것에 주의한다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 조명 영역(30)은 상기 노광 광원으로서의 레이저 에미터(55), 상기 레이저 에미터로부터 평행한 광으로 방사된 레이저 빔 S를 콜리메이팅하기 위한 콜리메이팅 렌즈(56), 상기 레이저 빔 S를 반사하기 위한 반사경(59), 및 다면경(57) 및 주사기로서의 모터(58)로 이루어진다.
상기 레이저 에미터(55)는 예를 들면, 405nm 파장의 레이저 빔 S를 방사하는 60mW 출력을 갖는 단일 방식 반도체 레이저 에미터이다. 상기 콜리메팅 렌즈(56)은 예를 들면 3mm의 초점 거리를 갖고, 도 8에 나타낸 바와 같이, 상기 레이저 빔 S를 그 장축 Lb가 3.6mm 길이이고 단축 Wb가 1.2mm 길이인 엘립스의 투영 형태를 갖는 콜리메이팅된 광으로 전환한다. 상기 레이저 빔 S는 상기 장축 Lb가 상기 워크 반송 방향 F를 따르고 상기 단축 Wb가 상기 워크 폭 방향을 따르도록 상기 포토 마스크(29)를 조명한다. 상기 레이저 빔 S의 투영 형태 및 크기는 빔 직경과 동일한 1/e2으로 나타내어지고, 이들은 상기에 한정되지 않고, 상기 콜리메이팅 렌즈(56)에 의해서 자유롭게 배열되어도 좋다는 것에 주의한다.
상기 다면경(57)은 회전 디스크 측주 표면에 복수의 편평한 반사 표면(61)을 갖는다. 상기 반사 표면(61)은 모터(58)에 의해서 회전되는 동안 진입된 상기 레이저 빔 S를 상기 포토 마스크(29)에 반사하여 상기 포토 마스크(29) 상에 상기 레이저 빔 S를 주사한다. 이러한 실시형태에 있어서, 상기 다면경(57) 상에 18개의 반사 표면(61)이 있다. 상기 반사 표면(61)에 의해서 주사될 수 있는 각인 최대 주사각은 이러한 구조에서 20°이다. 그러나, 이러한 실시형태에서 실제로 주사에 사용되는 주사각(θs)은 10°이다. 10°의 상기 주사각(θs)으로 상기 폭 방향에서 상기 포토 마스크(29) 전체를 주사하기 위해서, 상기 반사 표면(61)과 상기 포토 마스크(29) 간의 거리(Ls)는 2250mm로 설정된다.
상기 주사각(θs)을 10°로 결정하는 이유는 상기 다면경(57)의 사용을 통해서 노광 시간의 변동을 줄이기 위함이다. 상기 다면경(57)에 있어서, 상기 회전 중심으로부터 상기 반사 표면(61)의 가장자리까지의 반경과 상기 회전 중심으로부터 상기 반사 표면(61)의 중심까지의 반경 간에는 차이가 있다. 따라서, 각속도는 변화되어(주사 속도는 변화되어) 상기 노광 시간을 변동시키고, 그 결과, 상기 노광 품질은 열화된다. 예를 들면, 상기 주사각(θs)이 10°인 경우, 상기 반사 표면(61)의 상기 중심과 상기 가장자리 간의 상기 주사 속도의 차이는 3.1%가 되고, 이러한 작은 차이는 상기 주기 패턴(5)의 노광에 거의 영향을 미치지 않는다. 그러나, 상기 주사각(θs)이 20°인 경우, 상기 주사 속도의 차이는 13.2%가 되고, 상기 주사각(θs)이 45°인 경우, 상기 주사 속도의 차이는 50%가 된다. 이러한 조건에 있어서, 상기 주기 패턴(5)의 라인 폭 및 피치의 불균일 등의 불량 노광이 야기될 수도 있다.
상기 조명 영역(30)과 상기 포토 마스크(29) 간의 거리가 짧아져 상기 패턴 노광 장치(10)를 소형화하는 경우, 상기 레이저 빔 S의 강도는 변화 가능하게 제어되어 상기 다면경(57)의 주사 속도의 변화를 채택하는 것이 바람직하다. 상기 은염 감광 재료(21)의 밀도는 전체 노광 시간 및 노광 광도의 다중화인 축적 노광량(전체 노광량)에 의해서 측정된다. 따라서, 상기 축적 노광량이 일정하게 유지되도록 상기 레이저 빔 S의 강도(강도)를 변화시킴으로써 상기 주기 패턴(5)은 상기 노광 품질의 열화없이 노광될 수 있다.
상기 다면경(57)의 상기 반사 표면(61)의 수가 18개인 이유는 상기 다면경(57)의 직경을 약 100mm로 유지하기 위함이다. 상기 다면경(57)에서 상기 최대 주사각이 20°이면서 10°의 상기 주사각(θs)만이 사용되는 경우, 상기 노광 광원의 사용 효율성은 50%가 된다. 이러한 조건에서 충분한 노광량을 얻기 위해서, 상기 노광 광원의 강도는 높아질 필요가 있고, 이것은 비용면에서 불리하다. 그러나, 상기 다면경(57)의 반사 표면(61)의 수가 36이어서 상기 노광 광원의 사용 효율성이 증가되는 경우, 상기 다면경(57)의 직경은 제조에 비실용적인 고비용을 필요로 하는 600mm 이상이 된다. 따라서, 18개의 반사 표면(61)을 갖는 다면경(57)이 이러한 실시형태에서 사용된다. 상기 노광 광원의 강도가 상기 다면경(57)의 반사 표면(61)의 수에 상응하므로, 상기 반사 표면의 수는 상기 노광 광원의 강도 및 상기 감광 재료의 감도의 조합에 따라서 최적화되는 것이 바람직하다는 것에 주의한다.
상기 레이저 주사를 행하기 위해서, 갈바노 주사기 및 공진형 주사기 등의 액츄에이터가 상기 다면경 대신에 사용되어도 좋다. 그러나, 상기 레이저 주사는 하기와 같이 1방향으로 행해질 필요가 있으므로, 양 방향 주사형 액츄에이터가 사용되는 경우, 1방향의 주사를 취소하기 위한 변조 제어가 필요하다.
이어서, 상기 구성의 상기 패턴 노광 장치(10)를 사용하여 메쉬형 주기 패턴(5)을 노광하기 위한 방법이 기재될 것이다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 상기 벨트 형상 워크(11)는 상기 워크 반송 방향 F로 반송된다. 상기 반송 동안, 상기 레이저 빔 S는 상기 조명 영역(30)으로부터 상기 포토 마스크(29)를 향하여 방사된다. 상기 레이저 빔 S는 상기 마스크 패턴(33) 상의 슬릿을 통해서 통과하고, 이어서, 상기 벨트 형상 워크(11)에 도달하여 상기 워크 반송 방향 F를 따라서 424㎛의 상기 주기 길이 L0를 갖는 마름모형의 상기 주기 패턴(5)을 노광한다. 상기 벨트 형 상 워크(11)와 상기 포토 마스크(29) 간에 예를 들면, 50㎛의 상기 프록시미티 갭 Lg가 제공된다. 상기 주기 길이 L0의 상기 워크(11)를 반송하면서 동기화하는 동안 상기 프록시미티 노광을 행함으로써, 상기 주기 패턴(5)은 편차없이 노광된다.
본 발명에 있어서, 상기 벨트 형상 워크(11)가 연속적으로 반송되고 상기 마스크 패턴(33)을 갖는 상기 포토 마스크(29)가 정지된 동안, 상기 포토 마스크(29) 상의 상기 마스크 패턴(33)의 적어도 1주기에 걸친 노광 영역은 프록시미티 노광이 행해진다. 상기 프록시미티 노광은 주기적(1주기는 424㎛의 반송에 상응함)이다. 따라서, 상기 마스크 패턴(33)의 적어도 1주기에 걸친 상기 노광 영역은 상기 주기 패턴(5)의 1주기를 노광하는데 필요한 상기 반송 방향에서 424㎛, 및 상기 폭 방향에서 750㎛의 영역을 포함하는 최소 요구 영역을 의미한다.
상기 주기 길이 L0가 상기 주기 패턴(5)의 반송 방향에서 424㎛이고, 상기 벨트 형상 워크(11)의 상기 워크 반송 속도 V는 4m/분이고, 상기 주기 패턴(5)을 노광하기 위한 노광 주기는 T이고, 상기 노광 시간은 ΔT이며, 상기 마스크 패턴(33)의 최소 라인 폭 Dmin는 10㎛인 경우, 상기 주기 길이 L0의 상기 벨트 형상 워크(11)를 반송하는데 요구되는 시간은 L0/V=6.36m초이다. 1주사가 이러한 시간 주기 동안 행해지도록 설정되는 경우, 상기 노광 주기 T는 6.36m초가 되고, 18개의 반사 표면을 갖는 상기 다면경(57)의 회전 속도는 ω=524rpm이 된다. 이러한 경우, 상기 다면경(57)과 상기 포토 마스크(29) 간의 거리(Ls)는 2250mm이므로, 상기 주사 속도 Vb는 Ls·ω=123m/초가 된다. 상기 레이저 빔의 투영 형태의 폭이 1.2mm이므로, 이러한 주사 속도 Vb에서의 상기 레이저 빔 S의 노광 시간 ΔT는 1.2/Vb=9.8μ초가 되고, 이러한 상기 노광 시간 ΔT에서의 상기 벨트 형상 워크(11)의 반송 길이 Lc는 V·ΔT=0.65㎛가 된다.
상기 반송 길이 Lc는 상기 노광 동안에 상기 반송 방향 F에서 상기 포토 마스크(29)를 향하는 상기 벨트 형상 워크(11)의 불량 정렬량이다. 따라서, 상기 반송 길이 Lc가 상기 마스크 패턴(33)의 최소 라인 폭 Dmin보다 큰 경우, 상기 주기 패턴(5)의 라인 폭 Wp는 커져 노광 품질을 열화시킨다. 양호한 노광 품질을 확보하기 위해서, 관계 V·ΔT<Dmin이 요구된다. 이러한 실시형태에 있어서, 상기 관계 V·ΔT=0.65㎛<Dmin=10㎛가 만족되므로, 양호한 노광 품질이 유지될 수 있다.
이러한 실시형태에 있어서, 상기 레이저 빔 S의 투영 형태는 3.6mm의 장축 Lb 및 1.2mm의 단축 Wb를 갖고, 상기 레이저 빔 S의 장축 Lb와 대략 동일한 폭 Ws를 갖는 슬릿(65)를 포함하는 광 차단 마스크(67)가 상기 포토 마스크(29)의 후면 측상에 제공되어 상기 포토 마스크(29)가 상기 폭 Ws보다 큰 폭으로 노광되는 것을 방지한다. 따라서, 상기 레이저 빔 S의 1주사 동안의 노광 영역은 3.6/0.424=8.5조각의 마스크 패턴(33)이 상기 1주사에서 노광되는 것을 의미하는 3.6mm(상기 반송 방향에서)×750mm(상기 폭 방향에서)의 크기를 갖고, 상기 마스크 패턴(33) 각각의 조각은 다중 노광이 행해진다.
상기 노광 광원으로부터 상기 포토 마스크 상에 투영된 상기 광의 길이(Lb)는 상기와 같이 3.6mm이고, 이것은 Lb=3.6>L0=0.424를 만족한다. Lb/L0의 지수 m은 8이 된다. 따라서, 상기 워크 반송 속도 V와 상기 노광 주기 T 간의 관계가 (n-1)×(L0/V)=T(n은 자연수) 및 2≤n≤m=8을 만족하는 경우, 2~8의 어떤 숫자도 n으로서 선택될 수 있다. n=2인 경우, 상기 다중 노광의 횟수는 최대화된다. 이러한 실시형태에 있어서, 상술한 바와 같이, 상기 주기 길이 L0의 상기 벨트 형상 워크(11)를 반송하는데 요구되는 시간이 L0/V=6.36m초이고, 상기 1주사가 이러한 시간 주기 동안에 행해지므로, T와 V 간의 관계는 T=6.36m초 및 n=2를 만족하도록 결정된다.
도 10a의 (a)~(e)에 나타낸 바와 같이, 상기 레이저 빔 S의 1주사는 상기 포토 마스크(29)를 통해서 왼쪽에서 오른쪽으로 상기 주기 패턴(5)의 8.5열을 노광한다. 그 결과, 상기 도 10b의 (a)에 나타낸 바와 같이, 상기 벨트 형상 워크(11) 상에 8.5열의 마름모가 상기 워크 반송 방향 F를 따라서 노광된다. 상기 벨트 형상 워크(11)가 상기 1주사 동안 상기 워크 반송 방향 F에서 상기 주기 길이 L0 반송되므로, 상기 주기 패턴(5)이 이미 상기 포토 마스크(29)를 통해서 노광된 상기 벨트 형상 워크(11)의 부분이 상기 포토 마스크 하방을 통과하는 경우, 이러한 부분 상에 동일한 패턴(5)이 겹침 노광된다. 이 때, 상기 워크 반송 속도 V와 상기 노광 주기 T가 동기화되는 경우, 상기 주기 패턴(5)은 정확히 이전에 노광된 주기 패턴(5) 상에 겹침 노광될 수 있다. 이러한 과정을 반복함으로써, 도 10b의 (a)~(g)에 나타낸 바와 같이, 상기 주기 패턴(5)의 마름모 각각은 상기 벨트 형상 워크(11) 상에서 8.5회 노광된다. 상기 패턴 노광 장치(10)의 작동의 개시와 종료시, 상기 노광의 횟수가 점차 감소되는 상기 벨트 형상 워크(11)의 부분이 된다는 것에 주의한다. 이러한 부분은 NG 부분으로서 회수된다.
4m/분으로 이동하는 750mm 폭의 상기 감광 재료가 노광되므로, 단위 시간당 노광 영역은 66.7mm/초(4m/분)×750mm=500㎠가 된다. 상기 감광 재료의 감도는 10μj/㎠이고, 5mW=10μj/㎠×500㎠의 노광 강도가 필요하다. 또한, 상기 마스크 패턴의 상기 슬릿 폭(최소 라인 폭)이 15㎛이고, 조리개 비율은 9.75%(피치 P=300㎛인 경우)이고, 주사 효율성은 50%이며, 상기 광학계의 효율성은 50%인 경우, 상기 노광 광원 η의 사용 효율성은 0.5×0.5×0.0975=2.4%가 된다. 이러한 사용 효율성으로의 1회 노광에서 5mW를 얻기 위해서, 5/2.4%=208mW의 상기 광원 강도가 요구된다.
이러한 실시형태에 있어서, 상기 요구 노광량은 상기 다중 노광에서의 각각의 노광량의 적분값이고, 상기 광원 강도는 단일 노광에서 요구 노광량을 얻는 경우보다 저감될 수 있다. 상기 감광 재료의 감도(2μj/㎠~10μj/㎠) 및 상기 광원 강도(50mW~200mW)는 선택될 수 있다는 것에 주의한다. 또한 낮은 강도의 복수의 광원이 조합되어 높은 강도의 단일 광원으로서 사용되어도 좋다.
상기 다중 노광의 한 장점은 상술한 바와 같이, 복수 회의 노광에 의한 낮은 강도 광원의 불충분한 광량을 보충하는 것이다. 또한, 상기 다중 노광은 상기 반송 방향으로의 상기 광원의 휘도 분포의 불균일을 평균할 수 있고, 상기 반송 방향으로의 상기 노광량의 불균일이 방지될 수 있다. 상기 폭 방향으로의 주사도 상기 폭 방향으로의 상기 광원의 휘도 분포의 불균일을 평균할 수 있고, 상기 폭 방향으로의 노광량의 불균일이 방지될 수 있다. 따라서, 상기 다중 노광 및 상기 폭 방향 주사의 조합으로부터의 효과를 적분함으로써, 상기 노광량은 이론적으로 상기 광원의 휘도 분포와 관계없이 상기 노광 영역 전체에 걸쳐서 균일하다. 상기 광원의 휘도 분포의 불균일을 처리할 필요가 없으므로, 비용은 크게 절약될 수 있다.
본 발명의 상기 패턴 노광 방법에 있어서, 상기 노광 주기 T와 상기 워크 반송 속도 V 간의 관계는 상기 노광 라인 폭의 균일성에 크게 영향을 미친다. 상기 노광 주기 T 및 상기 워크 반송 속도 V가 동기화되지 않은 경우, 부가적 노광을 위한 위치는 상기 미동기화의 양에 따라서 이전에 노광된 위치로부터 불량 정렬이 된다. 상기 레이저 빔 S의 장축 Lb의 방향에서, 상기 불량 정렬량은 상기 주기 패턴의 노광 8.5회를 통해서 축적된다.
상기 부가적 노광의 상기 축적된 불량 정렬량은 이하 조건 하에서 실험되고, 그 결과는 도 11에 나타내어져 있다.
상기 실험 조건
·워크 반송 속도 V=4m/분
·주사 빈도 1/6.36m초=157Hz
구동계의 조건
·상기 모터 후의 1/50 웜 감소기
·1:2로 더 감속하여 상기 노광 롤러를 구동하기 위한 풀리
·최대 속도 변동 성분으로서의 기어 마크(상기 기어의 1톱니에 의한 성분: 입력축의 1회전의 빈도 성분과 동일)
·상기 8회의 주사에서 상기 주사 위치의 불량 정렬(상기 워크 반송 방향에서의)의 최대 편차값이 실험됨
·상기 기어 마크의 속도 변동은 1%로 가정됨
상기 실험의 결과로서, 8.5회의 노광이 상기 기어 마크의 속도 변동 1%로 행해지는 경우, 불량 정렬의 최대 편차값은 37㎛가 된다는 것이 발견된다. 따라서, 상기 속도 변동은 상기 장치에서의 이동의 동기화를 제어함으로써 약0.1%로 감소되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 레이저 빔의 투영 형태가 작게 설정되는 경우, 상기 속도 변동의 효과는 감소될 수 있다. 그러나, 이러한 경우, 다중 노광의 수가 감소되므로 높은 노광 강도가 필요하다. 따라서, 상기 부가적 노광에 있어서의 불량 정렬을 감소하기 위한 설정은 상기 감광 재료의 감도 및 상기 장치의 비용의 관점에서 평형을 이루는 것을 필요로 한다.
이러한 실시형태에 있어서, 상기 노광량은 상기 감광 재료의 밀도는 제 1 노광 후에 약 0이 되고, 상기 밀도는 제 2 노광 후에 약 소망값의 절반에 이르고, 상기 밀도는 제 3 및 제 4 노광 후에 대략 소망값에 이르도록 설정된다. 이러한 설정은 큰 값의 γ를 갖는 경조 감광 재료와 깊은 관련이 있다. 이러한 노광을 위해서, 상기 감광 재료의 γ는 5 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 이상이다. 이러한 실시형태에 있어서, 상기 감광 재료는 20 이상의 γ를 갖고, γ는 적은 시간의 노광에서 큰(경조) 특성을 갖는다. 이러한 특성은 상기 다중 노광에 적합하다.
상기 노광 광원의 휘도 분포는 일반적으로 가우스 분포를 나타내고, 상기 노광을 위한 충분한 휘도를 갖는 영역은 노광되는 상기 주기 패턴의 8.5주기의 중심에서의 약 4주기에만 걸쳐진다. 따라서, 상기 다중 노광의 공정은 실제로 4회의 노광으로 이루어진다. 이러한 다중 노광에 있어서, 잠상은 축적 노광량이 4회의 노광 동안에 소정 레벨에 이르는 경우에 형성된다. 상기 잠상은 단일 노광에 의해서 형성되지 않으므로, 상기 부가적 노광에서 불량 정렬이 발생되지 않은 경우라도, 상기 정렬 불량부 상에 축적된 노광량이 소정의 레벨에 이르지 않으면 바람직하지 않은 잠상은 형성되지 않는다. 상기 벨트 형상 워크(11)가 노광 중에 반송되므로 상기 부가적 노광에서 몇몇의 불량 정렬이 불가피하게 발생되지만, 바람직하지 않은 잠상의 발생은 불량 정렬부 상의 축적 노광량을 충분히 작게 유지함으로써 방지될 수 있다. 따라서, 상기 다중 노광에서의 불량 정렬은 가시화되지 않는다.
그 반면, 상기 레이저 빔 S의 주사는 상기 노광량을 변하게 한다. 그러나, 상기 레이저 빔 S는 항상 상기 포토 마스크(29)를 통해서 통과하므로 이것은 상기 패턴 형태에 영향을 미치지 않는다. 상기 레이저 빔 S의 주사에 의해서 상기 노광량의 변화가 야기되는 경우라도, 상기 전체 노광량은 상기 다중 노광에 의해서 평균된다. 따라서, 상기 라인 폭은 거의 영향을 받지 않는다. 상기 다면경(57)의 변화 및 각각의 반사 표면(61)의 각의 낮은 정확성이 존재하는 경우라도 안정한 노광 품질이 얻어질 수 있다는 것은 본 발명의 장점이다.
상기 프록시미티 노광에 있어서, 상기 프록시미티 갭 Lg는 500㎛ 이하인 것이 바람직하다. 실험으로부터, 콜리메이팅된 광이 사용되는 경우라도 상기 프록시미티 노광에서의 노광 라인 폭은 광 회절에 의해서 상기 포토 마스크의 라인 폭보다 약간 넓고, 한편, 상기 접촉 노광에서의 상기 노광 라인 폭은 상기 포토 마스크의 라인 폭과 동일해진다는 것이 발견되었다. 상기 프록시미티 갭 Lg가 50㎛~550㎛로 다양한 경우의 광 회절에 의해서 야기된 광도 분포의 실험 결과는 도 12a~도 12f에 나타내어져 있다. 상기 결과로부터, 상기 프록시미티 갭 Lg이 클수록 상기 광도 분포가 넓다는 것이 발견된다. 또한, 상기 노광 패턴의 형태가 증가되는 상기 갭을 갖는 것으로 확인되는 경우, 상기 프록시미티 갭 Lg가 클수록 상기 라인의 직교점 상의 변형이 커진다는 것이 발견된다. 따라서, 상기 프록시미티 갭 Lg는 500㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이러한 실시형태에 있어서, 상기 프록시미티 갭 Lg가 작을수록 상기 노광 품질이 우수해지므로(상기 갭이 50㎛ 미만일 수 없는 이유는 이하에 기재됨) 상기 프록시미티 갭 Lg는 50㎛이다.
이러한 실시형태에 있어서, 상기 노광 영역(13)은 Ø150mm을 갖는 상기 노광 롤러(28)이고, 상기 노광은 상기 노광 롤러(28) 상에 권취된 상기 벨트 형상 워크(11)가 연속적으로 반송되는 동안에 행해진다. 이러한 목적으로, 상기 레이저 빔 S의 조사 방향은 상기 레이저 빔 S의 중심이 상기 노광 롤러(28)의 중심을 향하게 하도록 조절된다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 상기 레이저 빔 S의 중심에서의 상기 프록시미티 갭 Lg 및 상기 레이저 빔 S의 가장자리에서의 그것은 상기 노광 롤러(28)의 곡률때문에 상이하다. 상기 노광 롤러 반경이 R이고, 상기 레이저 빔 반경은 r이고, 상기 레이저 빔 S의 중심과 가장자리 간의 상기 프록시미티 갭의 차이가 h인 경우, h는 이하 일반식에 의해서 산출된다:
h=R-(R2-r2)1/2
상기 레이저 빔 S의 장축 Lb가 3mm인 경우, h는 15㎛가 된다. 상기 레이저 빔 S의 장축 Lb가 3.6mm인 경우, h는 21.6㎛가 된다. 상기 노광 롤러(28)의 롤러 직경이 클수록 상기 레이저 빔 S의 중심에서와 가장자리에서 간의 상기 프록시미티 갭의 차이는 적어진다. 그러나, 상기 노광 롤러(28)가 클수록 그것을 위한 비용 및 공간이 커진다. 따라서, 상기 노광 롤러(28)의 직경 및 상기 레이저 빔 S의 장축 Lb는 적합하게 조절된다.
또한, 상기 프록시미티 갭 Lg는 상기 노광 롤러(28)의 중심 분산, 상기 노광 롤러(28)의 공정 정밀도의 결여, 샤프트 등의 흔들림으로 인하여 상기 노광 롤러(28)의 회전 주기를 변화시킨다. 이러한 실시형태에 있어서, 상기 프록시미티 갭 Lg의 편차는 약 20㎛가 되도록 설정된다. 그러나, 상기 롤러의 정확한 공정 및 조립에 의해서, 상기 프록시미티 갭 Lg는 몇몇의 미크론으로 감소될 수 있다. 상기 노광 롤러(28) 상에서의 노광의 장점은 상기 벨트 형상 워크(11)의 플랩이 감소될 수 있다는 것이다. 예를 들면, 상기 벨트 형상 워크(11)가 2개의 롤러 간에 감겨지는 경우, 상기 롤러 간의 상기 워크의 평면의 플랩핑 폭은 수백 미크론이 된다. 상기 플랩은 상기 노광 라인 폭에 영향을 미치는 상기 프록시미티 갭 Lg의 편차를 만든다. 실험은 상기 프록시미티 갭 Lg에서의 수십 미크론의 편차가 노광 품질에 거의 영향을 미치지 않는다는 것을 증명한다. 이러한 실시형태에 있어서, 상기 프록시미티 갭 Lg는 50㎛로 설정되어 기계적 변동에 의해서 야기되는 상기 워크와 상기 마스크 간의 접촉을 방지하기 위해서 마진을 유지하여 상기 워크와 상기 마스크가 손상되지 않는다.
이어서, 상기 전자파 차단막(2)의 노광을 위한 공정의 윤곽이 도 14를 참조하여 설명될 것이다. 상기 벨트 형상 워크(11)는 상기 미노광 은염 감광 재료(21)가 코팅되는 두께 t1=100㎛ 및 폭 W0=650~750mm를 갖는 긴 막(20)이다. 100m~1000m의 상기 벨트 형상 워크(11)가 릴 주변에 권취되고, 상기 릴은 상기 워크 공급 영역(12)에 설치된다. 상기 워크 권취 영역(14)에 상기 권취 릴(24)이 설치되고, 상기 벨트 형상 워크(11)의 선단은 상기 권취 릴(24)에 연결된다. 이러한 상태에서, 상기 조명 영역(30)은 상기 레이저 에미터(55)가 꺼진 상태인 동안에 상기 다면경(57)의 회전을 개시하고, 이어서, 상기 다면경(57)이 소정의 회전 속도에 도달한 후에 상기 벨트 형상 워크(11)의 반송을 개시한다.
상술한 바와 같이, 편차 없이 다중 노광을 행하기 위해서, 상기 노광 주기 T와 상기 워크 반송 속도 V 간의 일정한 동기화가 필요하다. 상기 노광 주기 T와 상기 워크 반송 속도 V를 동기화하는 가장 쉬운 방법은 상기 회전 속도 ω와 상기 워크 반송 속도 V를 동기화하는 것이다. 상기 워크 반송 속도 V와 상기 노광 주기 T 간의 동기화는 수정 발진기(90)(도 3 참조) 등의 기준 클럭이 제공되어 행해지고, 상기 제어기(16)는 상기 클럭 신호를 참조하는 각각의 성분의 속도를 제어한다. 따라서, 상기 성분의 이동은 정확하게 동기화된다. 상기 다면경(57)의 주사 개시 신호를 발생시키기 위해서, 상기 회전경에 의해서 주사되는 상기 레이저 빔은 광다이오드 등의 광 검출기에 의해서 주사 개시 신호로서 검출되거나, 또는 1면당 1회 출력되는 경 제어 펄스 신호의 선단 가장자리가 주사 개시 신호로서 검출된다.
상기 회전 속도 ω와 상기 워크 반송 속도 V 간의 동기화의 확립 후에 노광을 개시하는 이유는 상기 확실한 노광부와 상기 NG부를 쉽게 구별하기 위해서이다. 상기 회전 속도 ω와 상기 워크 반송 속도 V가 동기화되지 않는 동안에 노광이 행해지는 경우라도 상기 주기 패턴이 노광되므로 상기 NG부는 육안 검사에 의해서 확실한 노광부인 것으로 나타날 수 있다. 이러한 경우, 육안 검사 상의 인적 오류가 야기되어 제품에 NG부가 잔존할 수도 있다. 이러한 문제를 고려하여, 이러한 실시형태에 있어서, 상기 제어기(16)는 상기 동기화를 모니터링하여 상기 레이저 에미터(55)가 제어되어 상기 동기화가 검출되는 경우에만 광을 방사한다. 따라서, 상기 주기 패턴은 상기 NG부에 노광되지 않으므로, 상기 NG부는 육안 검사에 의해서 상기 확실한 노광부로부터 쉽게 구별될 수 있다. 상기 작동의 시작/종료시, 상기 회전 속도 ω 및 상기 워크 반송 속도 V가 동기화되지 않으므로 상기 레이저 에미터(55)는 자동으로 제어되어 광을 방사하지 않는다.
상기 다면경(57)의 회전 속도 ω 및 상기 워크 반송 속도 V가 동기화되는 경우, 상기 제어기(16)는 상기 레이저 에미터(55)를 작동시켜 상기 포토 마스크(29)를 통해서 상기 벨트 형상 워크(11) 상에 상기 주기 패턴(5)을 노광시키는 상기 레이저 빔 S를 방사한다. 상술한 바와 같이, 이러한 노광은 다중 노광이다. 상기 노광된 벨트 형상 워크(11)는 상기 워크 권취 영역(14)에서 권취된다. 상기 워크 공급 영역(12)에서 상기 벨트 형상 워크 전체가 사라지는 경우, 종료 신호가 상기 워크 공급 영역(12)으로부터 상기 제어기(16)에 입력되어 상기 벨트 형상 워크(11)의 반송을 정지시킨다. 그 후, 상기 벨트 형상 워크(11)의 후단은 커팅되고, 상기 워 크 접합 영역(15)에서, 상기 워크 공급 영역(12)에서 테이프와 함께 새롭게 설치된 상기 벨트 형상 워크(11)의 선단에 연결된다.
상기 연결 후, 워크 반송이 재개시된다. 상기 접합부가 상기 노광 롤러(28) 상을 통과하는 경우, 상기 마스크 홀딩 영역(40)은 상기 포토 마스크(29)를 상기 재처리 위치로 이동시킨다. 따라서, 상기 포토 마스크(29) 및 상기 접합부는 접촉에 의해서 손상되는 것이 방지된다. 상기 접합부를 통과한 후, 상기 포토 마스크(29)는 고정밀도로 상기 노광 위치로 되돌아와서 소정의 프록시미티 갭 Lg를 설정한다. 상기 레이저 에미터(55)는 상기 접합부가 하방을 통과하는 동안에 꺼진 상태인 것이 바람직하다는 것에 주의한다.
상기 접합부가 상기 워크 권취 영역(14)에서 권취된 후, 반송은 일시적으로 정지되고, 상기 권취부의 말단은 홀딩되고, 커팅되고, 테이핑된다. 롤의 제품은 꺼내지고, 이어서, 새로운 릴(24)이 설치되고 체킹된다. 그 후, 상기 잔존하는 벨트 형상 워크(11)의 선단은 상기 릴(24)에 연결된다. 상기 공정은 1사이클의 노광이고, 제품을 제조하기 위해서 반복된다.
상기 실시형태에 있어서, 공급 및 권취는 각각 단일 라인에서 행해진다. 그러나, 이들은 상기 워크의 배치 전환 시간을 감소시키기 위해서 전환 가능한 2라인에서 행해져도 좋다. 또한, 리저버 등이 제공되어 상기 배치 전환 시간을 완전하게 제거하여도 좋다.
상기 노광을 위한 공정 후, 노광된 벨트 형상 워크(11)는 현상 공정이 행해진다. 상기 현상 공정에 있어서, 은 할로겐화물의 상기 메쉬형 주기 패턴(5)이 현 상된다. 플레이팅 공정에 있어서, 상기 주기 패턴(5)은 상기 플레이팅의 중심으로서 전해 플레이팅이 행해져 구리에 의해서 플레이팅된다. 이러한 방법으로, 상기 전자파 차단막(2)의 제조가 완료된다.
이러한 실시형태에 있어서, 상기 은염 감광 재료의 상기 전자파 차단막(2)이 사용된다. 그러나, 본 발명의 상기 노광 방법 및 장치는 구리박이 PET 기판 상에 접착되고, 포토레지스트가 상기 구리박 상에 코팅되도록 형성된 감광성원, 또는 DFR(건조막 레지스트)가 상기 PET 기판 상에 접착되도록 형성된 감광 재료에 적용될 수 있다. 상기 광원의 파장은 상기 감광성원의 분광 감도에 따라서 조절되는 것이 필요하다. 상기 현상 후, 상기 감광 재료는 에칭 공정이 행해져 상기 구리박의 불필요한 부분을 제거한다. 이러한 방법으로, 구리의 메쉬가 형성되고, 상기 전자파 차단막의 제조가 완료된다.
상기 감광 재료로서, 포토레지스트 또는 시판 건조막 레지스트가 상기 은염 감광 재료 대신에 사용되어도 좋다. 이들 종류의 감광 재료는 상기 은염 감광 재료보다 저감도를 갖지만, 이들은 상기 광도를 증가시켜 가해질 수 있다. 또한, 이러한 경우, 상기 광원의 파장은 상기 감광성원의 분광 감도에 따라서 조절되는 것이 필요하다.
이러한 실시형태에 있어서, 60mW 출력을 갖는 상기 단일 방식 반도체 레이저 에미터가 사용된다. 그러나, 상기 레이저 관련 출력은 이에 한정되지 않는다. 오히려, 고출력 광원은 설정 마진을 증가시킬 수 있는 의미인 것이 바람직하다. 상기 광도를 증가시키기 위해서, 도 15에 나타낸 바와 같이, 2개의 레이저 에미터(70 및 71)로부터 방사된 2개의 레이저 빔(S1 및 S2)이 프리즘(73)에서 편광 다중화되고, 상기 다중화된 광은 콜리메이팅 렌즈(74)에 의해서 콜리메이팅되는 것이 가능하여도 좋다. 또한, 200mW 출력을 갖는 다중 방식 반도체 레이저 에미터가 사용되어도 좋다. 또한, 도 16에 나타낸 바와 같이, 레이저 에미터(77), 콜리메이팅 렌즈(78) 및 프리즘(79)의 세트는 층층의 기판(80)의 각 단계(81) 상에 제공되어 레이저 빔(S4~S7)을 작은 영역에서 합성한다.
상기 주사 노광에 있어서, 상기 광은 상기 포토 마스크(29)에 경사지게 입사되고, 상기 주사각은 상기 폭 방향으로의 상기 벨트 형상 워크(11)의 양 끝 부분에서 커지고, 상기 노광된 주기 패턴(5)은 외곽을 향하여 뒤틀어진다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 상기 포토 마스크(29) 상의 마스크 패턴은 상기 폭 방향에서 내부를 향하여 미리 이동된다. 예를 들면, 상기 입사각이 20°이고 상기 프록시미티 갭 Lg가 50㎛인 경우, 상기 벨트 형상 워크(11) 상에 노광된 상기 주기 패턴(5)의 뒤틀림 양은 50·sin20°=17.1㎛가 된다. 즉, 상기 초점 위치의 불량 정렬량은 상기 폭 방향에서 상기 포토 마스크(29)의 중심으로부터 외곽을 향하여 커지고, 최대 불량 정렬 함량은 최외곽부에서 17.1㎛가 된다. 상기 불량 정렬이 허락되지 않는 경우, 상기 마스크 패턴의 마름모의 위치는 상기 폭 방향에서 내부를 향하여 미리 50·sinθ(㎛) 이동되어 이러한 문제가 해결된다.
상기 주사각이 커지는 경우, 상기 벨트 형상 워크(11) 상의 상기 주기 패턴(5)의 라인 폭도 커진다. 이러한 문제를 방지하기 위해서, 상기 마스크 패턴(33)의 라인(슬릿) 폭이 상기 포토 마스크(29)의 양 끝을 향하여 좁아지는 것이 바람직 하다. 따라서, 상기 노광된 주기 패턴(5) 라인 폭은 상기 폭 방향에 걸쳐 균일하게 유지된다.
상기 패턴 노광이 상기 레이저 주사에 의해서 행해지는 경우, 상기 마스크 패턴(33)은 상기 워크 반송 속도가 V이고, 상기 주사 폭(=상기 패턴 폭)이 W이고, 상기 레이저 주사 속도가 Vb인 경우, 1주사 동안 상기 벨트 형상 워크(11)의 이동 거리를 나타내는 V·W/Vb 양으로 경사지는 것이 바람직하다. 그 이유는 상기 노광된 주기 패턴(5)이 상기 벨트 형상 워크(11)의 반송 길이에 따라서 상기 마스크 패턴(33)으로부터 경사지기 때문이다. 상기 주기 패턴(5)의 경사를 수정하기 위해서, 상기 마스크 패턴(33)은 상기 주기 패턴(5)의 경사만큼 상기 카운터 방향을 향하여 경사질 필요가 있다. 이러한 실시형태에 있어서, 상기 벨트 형상 워크(11)의 폭은 750mm이므로, V·W/Vb는 (66.7mm/초÷123m/초)×750mm=0.407mm가 된다. 따라서, 상기 마스크 패턴(33)이 상기 마스크 패턴(33)의 폭 방향이 상기 워크 반송 방향에 대하여 수직인 위치로부터 상기 워크 반송 방향으로의 상기 레이저 주사의 하류 측을 향하여 0.407mm 경사진 경우, 상기 노광된 주기 패턴(5)의 폭 방향은 상기 벨트 형상 워크(11)의 폭 방향에 대하여 평행하게 된다.
상기 다면경과 상기 반도체 레이저로부터 콜리메이팅된 빔의 조합은 간단성 및 저비용의 관점에서 바람직하다. 그러나, 상기 레이저 주사가 상기 노광에 적합하지 않은 경우, 예를 들면, 상기 주기 패턴이 극도로 큰 경우이어도 좋다. 이러한 경우, 넓은 영역이 콜리메이팅된 광원 및 셔터 장치는 소정의 주기 동안 소정의 영역에 노광을 행하기 위해서 사용되는 것이 바람직하다. 상기 휘도 분포는 상기 벨 트 형상 워크 상의 노광량에 직접적으로 영향을 미치므로 상기 광원의 휘도 분포의 균일성의 고정밀이 상기 계에 요구된다.
도 17에 나타낸 바와 같이, 상기 노광 영역의 노광 광원(85)으로서, 그 직경 Dn이 Ø800mm인 넓은 영역을 갖는 간소화된 콜리메이팅된 광원이 사용된다. 이러한 광원에 있어서, 소위 프록시미티 노광 장치에 사용되는 UV 수은 램프, 또는 UV 금속 할로겐화물 램프 등으로부터의 광이 오목경 및 콜리메이팅 렌즈에 의해서 콜리메이팅된다. 또한, 3.6mm의 상기 반송 방향으로의 길이 및 Lw=800mm의 상기 폭 방향으로의 길이를 갖는 슬릿(86)을 갖는 차광 마스크(87), 및 셔터 장치(88)가 상기 노광 광원(85)과 상기 포토 마스크(29) 간에 배치되어 상기 노광 시간 ΔT 동안 상기 폭 방향으로 얇고 긴 영역을 노광하는 것이 바람직하다. 상기 셔터 장치(88)로서, 기계적 셔터, 액정 셔터 등이 사용될 수 있다. 상기 벨트 형상 워크(11)의 폭 방향에 걸쳐 상기 포토 마스크(29) 상에 투영된 광의 길이는 Lw=800mm이므로, 상기 포토 마스크(29)의 패턴 폭이 상기 워크 폭 방향에서 W=750mm인 경우, Lw>W가 만족될 수 있다.
상기 패턴 노광 방법 및 장치는 각종 주기 패턴의 노광, 특히, 상기 벨트 형상 워크 상의 심리스 패턴의 노광에 사용되는 것이 바람직하다. 상기 심리스 패턴의 예는 플라즈마 표시를 위한 전자파 차단막의 메쉬 패턴이다. 상기 인접한 주기 패턴은 연속적으로 다중 노광에 의해서 미리 쓰여진 주기 패턴 상에 겹쳐 쓰여지므로, 방해에 의한 패턴의 손실 등의 심(seam) 결함은 거의 발생하지 않는다.
상기 패턴 노광 방법 및 장치가 사용되어 최소 라인 폭 Dmin이 20㎛ 이하인 상기 주기 패턴이 노광되는 것이 보다 바람직하다. 일반 노광 빔에 의한 직접적 드로잉에 있어서, 상기 빔의 직경은 약 50㎛이고, 장치를 위한 비용은 매커니즘을 위하여 현저하게 커지고 상기 빔 직경은 감소된다. 그러나, 상기 마스크를 사용하는 본 발명의 노광 방법에 있어서, 상기 라인 폭은 쉽게 얇아질 수 있고, 연속적 노광이 행해질 수 있으므로, 높은 스루풋이 실현될 수 있다.
이어서, 본 발명의 제 2 실시형태가 기재될 것이다. 상기 제 1 실시형태와 동일한 구성원이 상기 제 1 실시형태와 동일한 수로 할당되고, 그들의 상세한 설명은 생략된다. 도 18a에 나타낸 전자파 차단막(102)은 전자파 차단 패턴(104)을 갖는다. 도 18b에 나타낸 바와 같이, 주기 패턴(105)은 폭 D1이 10㎛~20㎛이고, 공간 피치 P1은 300㎛이고, 정렬각 θ1은 30°인 가는 라인(105a), 및 폭 D2가 상기 폭 D1과 동일하고, 공간 피치 P2는 상기 피치 P1과 동일하고, 정렬각 θ2는 60°인 가는 라인(105b)으로 이루어진다.
도 19에 나타낸 바와 같이, 상기 주기 패턴(105)를 형성하기 위한 패턴 노광 장치(110)는 상기 가는 라인(105a)의 형태로 상기 벨트 형상 워크(11) 상의 상기 은염 감광 재료의 프록시미티 노광을 위한 제 1 노광 영역(113), 상기 주기 패턴(105)을 형성하기 위해서 상기 벨트 형상 워크 상에 노광된 가는 라인(105a)에 겹쳐서 상기 가는 라인(105b)의 형태의 프록시미티 노광을 위한 제 2 노광 영역(114) 및 상기 패턴 노광 장치(110)의 각각의 영역을 전체적으로 제어하기 위한 제어기(117)를 포함한다.
상기 제 1 노광 영역(113)은 상기 노광 롤러(128) 위에 배치된 제 1 포토 마 스크(129), 및 상기 제 1 포토 마스크(129)를 조명하기 위한 제 1 조명 영역(130)으로 이루어진다. 도 20a 및 도 20b에 나타낸 바와 같이, 상기 제 1 포토 마스크(129)는 예를 들면, 4.5mm의 두께 t2, 200mm의 마스크 길이(상기 워크 반송 방향 F에서의) Lm 및 800mm의 마스크 폭 Wm을 갖는 투명 소다 유리로 형성된 마스크 기판(132), 및 상기 마스크 기판(132)의 표면 상의 200mm의 패턴 길이(상기 워크 반송 방향 F에서의) L 및 760mm의 패턴 폭(상기 워크 폭 방향에서의) W를 갖는 패턴 영역(135)에 형성된 제 1 마스크 패턴(133)으로 이루어진다.
제 1 마스크 패턴(133)은 예를 들면, 흑색의 차광 패턴 상의 슬릿으로 형성된다. 상기 슬릿은 제 1 마스크 패턴(133)을 형성하고 광의 투과를 허락한다. 실제로, 상기 차광 패턴은 흑색이고, 상기 제 1 마스크 패턴(133)은 백색이지만, 상기 차광 패턴은 형태의 가시성을 고려하여 도 20a에서 백색으로 드로잉되고, 상기 마스크 패턴은 흑색으로 드로잉된다.
도 21a에 나타낸 바와 같이, 제 1 마스크 패턴(133)은 상술의 주기 패턴(105)의 가는 라인(105a)을 노광하기 위한 것이고, 크롬 침전에 의해서 상기 마스크 기판(132) 상에 형성된다. 상기 워크 반송 방향 F에서의 상기 제 1 마스크 패턴(133)의 노광의 반복을 위한 주기(주기 길이 L1)는 L1=P1/sinθ1=300/sin30°=300㎛이다. 상기 제 1 마스크 패턴(133)의 라인 폭 D1m은 프록시미티 노광에 의한 라인 확장 효과를 고려하여 상기 소망의 주기 패턴(105)의 라인 폭 D1보다 좁은 것이 바람직하다는 것에 주의한다.
제 1 노광 영역(113)과 동일하게, 상기 제 2 노광 영역(114)은 상기 노광 롤러(128)에 배치된 제 2 포토 마스크(165), 및 상기 제2 포토 마스크(165)를 조명하기 위한 제 2 조명 영역(166)으로 이루어진다. 상기 제 1 포토 마스크(129)와 동일하게, 상기 제 2 포토 마스크(165)는 마스크 기판과 상기 마스크 기판에 형성된 복수의 제 2 마스크 패턴으로 이루어진다. 상기 마스크 기판 및 상기 패턴 영역의 크기는 상기 제 1 포토 마스크(129) 및 제 2 포토 마스크(165)와 동일하다.
도 21b에 나타낸 바와 같이, 상기 제 2 마스크 패턴(169)은 상기 주기 패턴(105)의 가는 라인(105b)을 노광하기 위함이고, 크롬 침전에 의해서 상기 마스크 기판 상에 형성된다. 상기 워크 반송 방향 F에서의 제 2 마스크 패턴(169)의 주기 길이 L2는 L2=P2/sinθ2=300/sin60°=346㎛이다. 상기 제 2 마스크 패턴(169)의 라인 폭 D2m은 프록시미티 노광에 의한 라인 확장 효과를 고려하여 상기 소망의 주기 패턴(105)의 라인 폭 D2보다 좁은 것이 바람직하다는 것에 주의한다.
상기 제 1 마스크 패턴(133) 및 상기 제 2 마스크 패턴(169)은 겹쳐지고, 상기 주기 패턴(105)과 동일한 패턴(172)은 도 21c에 나타낸 바와 같이 나타난다. 따라서, 상기 주기 패턴(105)을 형성하기 위해서, 상기 제 1 노광 영역(113)에서의 노광 및 상기 제 2 노광 영역(114)에서의 노광이 순차적으로 행해진다. 상기 제 2 노광 영역(114)의 다른 성분은 상기 제 1 노광 영역(113)의 그것과 동일하고, 그들의 상세한 설명은 생략된다.
이어서, 상술의 패턴 노광 장치(110)를 사용하여 상기 메쉬형 주기 패턴(105)을 노광하는 방법이 기재될 것이다.
상기 제 1 마스크 패턴(133)의 적어도 1주기에 걸친 상기 노광 영역은 상기 반송 방향으로의 600㎛의 영역[주기 길이(L1)] 및 상기 폭 방향으로의 750mm의 영역을 포함하는 상기 제 1 마스크 패턴(133)의 1주기를 노광하는데 필요한 최소 요구 영역이다.
상기 제 1 마스크 패턴(133)의 주기 길이(L1)가 상기 반송 방향에서 600㎛이고, 상기 벨트 형상 워크(11)의 상기 워크 반송 속도는 V=4m/분이고, 상기 제 1 마스크 패턴(133)을 노광하기 위한 상기 노광 주기는 T1이며, 상기 노광 시간은 ΔT1이고, 상기 제 1 마스크 패턴(133)의 최소 라인 폭 D1mmin은 10㎛인 경우, 상기 벨트 형상 워크(11)의 주기 길이 L1을 반송하는데 요구되는 시간은 L1/V=0.9m초이다. 1주사가 이러한 시간 주기 동안 행해지도록 설정된 경우, 상기 노광 주기 T1은 9.0m초가 되고, 18개의 반사 표면을 갖는 상기 다면경(57)의 회전 속도는 ω1=370rpm이다. 이러한 경우, 상기 다면경(57)과 상기 제 1 포토 마스크(129) 간의 거리 Ls는 2250mm이므로 상기 주사 속도 Vb1은 Ls·ω1=86.9m/초가 된다. 상기 레이저 빔 S1의 투영 형태의 폭 Wb는 1.2mm이므로, 이러한 주사 속도 Vb1에서의 상기 레이저 빔의 노광 시간 ΔT1은 1.2/Vb1=13.9μ초이고, 이러한 노광 시간 ΔT1에서의 상기 벨트 형상 워크(11)의 반송 길이 Lc1은 V·ΔT1=0.93㎛가 된다.
상기 반송 길이 Lc1은 상기 노광 동안, 상기 반송 방향 F에서의 상기 제 1 포토 마스크(129)를 향하는 상기 벨트 형상 워크(11)의 불량 정렬량이다. 따라서, 상기 반송 길이 Lc1이 상기 제 1 마스크 패턴(133)의 최소 라인 폭 D1mmin보다 큰 경우, 상기 가는 라인(105a)의 라인 폭 D1은 커져 노광 품질을 열화시킨다. 양호한 노광 품질을 확보하기 위해서, 관계 V·ΔT1<D1mmin이 요구된다. 이러한 실시형태 에 있어서, 상기 관계 V·ΔT1=0.93㎛<D1mmin=10㎛가 만족되므로, 우수한 노광 품질이 유지될 수 있다.
이러한 실시형태에 있어서, 상기 레이저 빔 S1의 투영 형태는 3.6mm의 장축 Lb 및 1.2mm의 단축 Wb를 갖고, 상기 레이저 빔 S1의 장축 Lb와 대략 동일한 폭 Ws를 갖는 슬릿을 포함하는 광 차단 마스크가 상기 제 1 포토 마스크(129)의 후면 측상에 제공되어 상기 제 1 포토 마스크(129)가 상기 폭 Ws 보다 더 큰 폭으로 노광 되는 것을 방지한다. 따라서, 상기 레이저 빔 S1의 1주사 동안의 상기 노광 영역은 3.6mm(상기 반송 방향에서)×750mm(상기 폭 방향에서)의 크기를 갖고, 이것은 3.6/0.6=6조각의 제 1 마스크 패턴(133)이 상기 1주사에서 노광된다는 것을 의미하고, 상기 제 1 마스크 패턴(133)의 각각의 조각은 다중 노광이 행해진다.
상기 노광 광원으로부터 상기 제 1 포토 마스크(129) 상에 투영된 광의 길이 Lb는 상술한 바와 같이 3.6mm이고, 이것은 Lb=3.6>L1=0.6을 만족한다. Lb/L1의 지수 m1은 6이 된다. 따라서, 상기 워크 반송 속도 V와 상기 노광 주기 T1 간의 관계는 (n1-1)×(L1/V)=T1(n1은 자연수) 및 2≤n1≤m1=6을 만족하는 경우, 어느 숫자든지 2~6으로부터 n1으로서 선택될 수 있다. n1=2인 경우, 상기 다중 노광의 회수는 최대이다. 이러한 실시형태에 있어서, 상술한 바와 같이, 상기 벨트 형상 워크(11)의 주기 길이 L1을 반송하는데 요구되는 시간이 L1/V=0.9m초이고, 상기 1주사는 이러한 시간 주기 동안에 행해지므로, T1과 V 간의 관계는 T1=0.9m초 및 n1=2를 만족하도록 결정된다.
상기 제 2 마스크 패턴(169)의 1주기 이상에 걸친 상기 노광 영역은 상기 제 2 마스크 패턴(169)의 1주기를 노광하는데 필요한 상기 반송 방향에서 346㎛ 및 상기 폭 방향에서 750mm의 영역을 포함하는 최소 요구 영역이다.
상기 제 2 마스크 패턴(169)의 주기 길이 L2가 상기 반송 방향에서 346㎛이고, 상기 벨트 형상 워크(11)의 상기 워크 반송 속도는 V=4m/분이고, 상기 제 2 마스크 패턴(169)을 노광하기 위한 상기 노광 주기는 T2이며, 상기 노광 시간은 ΔT2이고, 상기 제 2 마스크 패턴(169)의 최소 라인 폭 D2mmin이 10㎛인 경우, 상기 벨트 형상 워크(11)의 주기 길이 L2를 반송하는데 요구되는 시간은 L2/V=5.2m초가 된다. 전체 주사수가 제 1 및 제 2 노광 영역(113 및 114) 간에서 가까워지도록 이러한 시간 동안에 2주사가 행해지도록 설정되는 경우, 상기 노광 주기 T2는 10.4m초이고, 18개의 반사 표면을 갖는 상기 다면경의 회전 속도는 ω2=320rpm이 된다. 이러한 경우, 상기 다면경과 상기 제 2 포토 마스크(165) 간의 거리 Ls가 2250mm이므로 상기 주사 속도 Vb2는 Ls·ω2=75.2m/초이다. 상기 레이저 빔 S2의 투영 형태의 폭 Wb가 1.2mm이므로, 이러한 주사 속도 Vb2에서의 상기 레이저 빔 S2의 상기 노광 시간 ΔT2는 1.2/Vb=13.4μ초이고, 이러한 노광 시간 ΔT2 동안 상기 벨트 형상 워크(11)의 반송 길이 Lc2는 V·ΔT2=1.07㎛가 된다. 이러한 실시형태에 있어서, 상기 관계 V·ΔT2=1.07㎛<D2mmin=10㎛가 만족되므로, 양호한 노광 품질이 유지될 수 있다.
상기 제 2 포토 마스크(165)의 후면 측상에, 상기 레이저 빔 S2의 장축 Lb와 대략 동일한 폭 Ws를 갖는 슬릿을 포함하는 광 차단 마스크가 제공되어 상기 제 2 포토 마스크(165)가 상기 폭 Ws보다 넓은 폭으로 노광되는 것을 방지한다. 따라서, 상기 레이저 빔 S2의 1주사 동안의 노광 영역은 3.6mm(상기 반송 방향에서)×750mm(상기 폭 방향에서)의 크기를 갖고, 이것은 3.6/0.364=10.4 조각의 제 2 마스크 패턴(169)이 상기 1주사에서 노광된다는 것을 의미하고, 상기 제 2 마스크 패턴(169)의 각각의 조각은 다중 노광이 행해진다.
노광 광원 Lb로부터 제 2 포토 마스크(165) 상에 투영되는 광의 길이는 상술한 바와 같이 3.6mm이고, 이것은 Lb=3.6>L2=0.346을 만족한다. Lb/L2의 지수 m2는 10이 된다. 따라서, 워크 반송 속도 V와 노광 주기 T2 간의 관계가 (n2-l)×(L2/V) = T2(n2는 자연수) 및 2≤n2≤m2=10을 만족하는 경우, 어느 수든지 2~10으로부터 n2로서 선택될 수 있다. n2=2인 경우, 다중 노광의 횟수는 최대화된다. 제 2 노광 영역(114)에 있어서, 제 2 노광 영역(114)에서 주사의 총 횟수가 상기 노광 주기 T1에 의해 결정되는 제 1 노광 영역(113)에서와 근접하도록, 즉 제 2 마스크 패턴(169)의 2주기를 반송하는 동안 1주사가 행해져 제 1 노광 영역(113)의 노광 주기 T1의 위상과 동기화되도록 T2와 V 간의 관계는 n2=3 및 2×L2/V=10.4m초를 만족하도록 결정된다. 따라서, 346㎛×2=692㎛를 반송하는 동안 1주사가 행해진다.
도 22a의 (a)~(e)에 나타낸 바와 같이, 제 1 노광 영역(113)에서 레이저 빔 S1의 1주사는 제 1 포토 마스크(129)를 통해서 좌측으로부터 우측으로 6열의 제 1 마스크 패턴(133)을 노광한다. 그 결과, 도 22b의 (a)에 나타낸 바와 같이, 벨트 형상 워크(11) 상에 6열의 가는 라인(105a)은 상기 워크 반송 방향 F를 따라서 노광된다. 상기 벨트 형상 워크(11)는 1주사 동안 워크 반송 방향 F로 주기 길이 L1 반송되므로 가는 라인(105a)이 제 1 포토 마스크(129)를 통하여 이미 노광된 부분이 제 1 포토 마스크(129) 하방을 통과하는 경우, 벨트 형상 워크(11)의 부분에 동일한 패턴이 겹침 노광된다. 이 때, 상기 워크 반송 속도 V와 노광 주기 T1이 동기화되는 경우, 가는 라인(105a)은 이전에 노광된 가는 라인(105a) 상에 정확하게 겹침 노광될 수 있다. 이러한 시퀀스를 반복함으로써, 도 22b의 (a)~(g)에 나타낸 바와 같이, 각각의 가는 라인(105a)은 상기 벨트 형상 워크(11) 상에 6회 노광된다. 상기 패턴 노광 장치(110)의 작동의 개시 및 종료시에 노광의 횟수가 점차적으로 감소되는 벨트 형상 워크(11)의 부분이 존재하게 된다. 이들 부분은 NG 부분으로서 회수된다.
도 23a의 (a)~(e)에 나타낸 바와 같이, 제 2 노광 영역(1l4)에서 레이저빔 S2의 1주사는 제 2 포토 마스크(165)를 통하여 좌측으로부터 우측으로 l0.4열의 제 2 마스크 패턴(169)을 노광한다. 그 결과, 도 23b의 (a)에 나타낸 바와 같이, 가는 라인(105a)이 제 l 노광영역(113)에 의해 이미 노광된 상기 벨트 형상 워크(11) 상에 워크 반송 방향 F를 따라서 l0.4열의 가는 라인(105b)이 노광된다. 1주사 동안에 상기 벨트 형상 워크(ll)는 상기 워크 반송 방향 F로 주기 길이 L2로 2회(L2×2) 반송되므로 가는 라인(105b)이 제 2 포토 마스크(165)를 통해서 이미 노광된 부분이 제 2 포토 마스크(165) 하방을 통과하는 경우, 상기 벨트 형상 워크(11)의 상기 부분에 동일한 패턴이 겹침 노광된다. 이 때, 워크 반송 속도 V와 노광 주기 T2가 동기화되는 경우, 가는 라인(105b)은 이전에 노광된 가는 라인(105b) 상에 정확하게 겹침 노광될 수 있다. 이러한 시퀀스를 반복함으로써, 도 23b의 (a)~(g)에 나타낸 바와 같이, 각 가는 라인(105b)은 상기 벨트 형상 워크(11) 상에 5.2회 노광된다. 따라서, 가는 라인(105a 및 105b)이 겹쳐짐으로써 주기 패턴(105)이 형성될 수 있다.
가는 라인(105a 및 105b)은 심리스 방식으로 2개의 노광 영역(113 및 114)에서 연속적으로 노광되므로, 300㎛의 변과 424㎛의 대각선 길이를 각각 갖는 15°경사진 마름모의 배열인 연속적인 메쉬 패턴이 이루어질 수 있다. 그러나, 가는 라인(105a 및 105b)의 교차점에서의 전체 노광량은 다른 부분의 두배가 된다는 문제가 있다. 과포화(oversaturation)에 관계없이 노광된 패턴의 형상을 유지하기 위해서, 예를 들면, 밀도가 포화된 후 노광량의 증가가 라인 폭에 영향을 미치지 않는 특성을 갖는 감광 재료가 사용된다.
반대로, 상기 문제는 전자파 차단 재료의 메쉬 패턴을 만들기 위한 이점이 되도록 전환한다. 표면 저항값은 현상 후 최종 제품의 차단 성능 및 반제품의 도금 공정 적합성을 결정하므로, 표면 저항값은 가능한 한 낮은 것이 바람직하다. 상기 메쉬의 저항값을 저감시키기 위해서, 상기 메쉬의 교차점에서의 저항값은 필수적인 역할을 행한다. 구체적으로, 동일한 저항값을 갖는 2개의 라인이 교차되는 경우, 2배의 전류가 그들의 교차점을 통해서 흐르는 것이 바람직하다. 그러나, 2배의 전류를 가하기 위해서, 상기 교차점은 상기 교차점의 저항력이 각 라인과 동일한 경우, 각 라인의 2배만큼 넓은 폭을 가져야 할 필요가 있다. 즉, 상기 교차점의 저항력은 상기 폭이 상기 교차점과 각 라인 간에서 동일한 경우, 각 라인의 1/2이 될 필요가 있다. 따라서, 일반적인 메쉬에서 상기 교차점의 고저항력은 상기 메쉬의 저항값을 감소시키는 것을 방해한다. 반면에, 상기 실시형태에 있어서, 2회의 노광이 상기 메쉬의 교차점에서 겹치므로 상기 교차점에서의 은의 밀도(은의 양)는 증가되고, 이것은 교차점의 저향력을 감소시킨다. 따라서, 낮은 저항값을 갖는 메쉬가 상기 교차점의 폭을 넓히지 않고 제작될 수 있다.
300㎛의 변 및 424㎛의 대각선 길이를 각각 갖는 15°경사진 마름모의 배열인 상술의 연속적인 메쉬 패턴을 제작하는 것과 동일하게, 상술의 방법은 300㎛의 변 및 424㎛의 대각선 길이를 갖는 각각 경사없는 마름모의 배열인 메쉬 패턴을 제작하는데 적용되는 것이 바람직하다. 이러한 패턴은 상기 마스크 패턴으로서 메쉬 패턴을 갖는 단일 노광 영역에 의해 이루어질 수 있지만, 2개의 노광 영역에서 노광된 2종의 가는 라인의 조합이 저항값이 단일 노광 영역에 의해 이루어진 교차점의 저항값보다 작은 교차점을 이룰 수 있다.
제 1 실시형태와 동일하게, 상술의 제 2 실시형태의 패턴 노광 방법 및 장치는 각종 주기 패턴의 노광, 특히, 상기 벨트 형상 워크 상의 심리스 패턴의 노광에 사용되는 것이 바람직하다. 상기 심리스 패턴의 예는 플라즈마 표시용 자기 차단막을 위한 메쉬 패턴이 있다. 인접한 주기 패턴은 다중 노광에 의해 이전에 기록된 주기 패턴 상에 연속적으로 겹침 기록되므로 방해에 의한 패턴의 손실 등의 심 결함은 거의 발생하지 않는다. 또한, 노광을 개시하는 위치와 관계없이 동일한 패턴을 얻기 위해서 제 1 및 제 2 노광 영역(113 및 114) 간의 노광 타이밍을 조절하기 위한 전용 시스템은 요구되지 않으므로 단순한 작동만이 노광을 위해 요구된다.
상기 실시형태에 있어서, 동일한 패턴이 심리스 노광된다. 그러나, 본 발명은 심리스 패턴 간에 다른 패턴의 노광도 행해질 수 있다. 이하에, 심리스 패턴 간 의 다른 패턴의 노광의 예가 기재된다. 상기 실시형태에서와 동일한 부분에 대한 상세 설명은 생략됨에 주의한다.
도 24a에 나타낸 바와 같이, 전자파 차단막(197)은 메쉬형 전자파 차단 패턴(195)의 외주부 주위를 접지하는 가장자리(196)를 갖는다. 도 25에 나타낸 바와 같이, 전자파 차단막(197)은 긴 벨트 형상 워크(198) 상에 연속적으로 형성된다.
전자파 차단 패턴(195)은 은에 의해 형성된 투명막 상에 주기 패턴(201), 및 상기 주기 패턴(201)의 표면에 적용되는 구리 플레이팅으로 이루어진다. 도 24b에 부분적으로 확대된 방식으로 나타낸 바와 같이, 주기 패턴(201)은 10~20㎛의 폭 D1을 갖는 가는 라인이 300㎛의 공간 피치 P1 및 45°의 정렬각 θ1으로 서로 직각이 되도록 배열된다.
상기 가장자리(196)는 패턴 노광 장치에 의한 상기 벨트 형상 워크(198)의 반송 방향(워크 반송 방향 F)을 따르는 측상 가장자리 영역(203), 및 상기 워크 반송 방향 F와 직교하는 직각 영역(204)으로 구성된다. 예를 들면, 상기 측상 가장자리 영역(203)은 50mm의 폭 W1을 갖고, 상기 직각 영역(204)은 워크 반송 방향 F에서 45mm의 길이 L3를 갖는다. 우선, 상기 직각 영역(204)은 상기 벨트 형상 워크(198) 상에 워크 반송 방향(F)에서 90mm의 폭 L4로 형성되고, 이어서, 45mm의 폭으로 중간 커팅된다. 상기 직각 영역(204)은 워크 반송 방향 F에서 예를 들면, 1090mm의 정규 피치 Pf에서 형성된다.
전자파 차단막(197) 상에 노광을 행하는 패턴 노광 장치(210)가 도 26에 나타내어진다. 패턴 노광 장치(210)는 도 19에 나타낸 노광 장치(110)와 유사하므로 그들 간의 차이점만이 기재될 것이다.
패턴 노광 장치(210)는 상기 주기 패턴(201) 및 상기 가장자리(196)의 측상 가장자리 영역(203)을 노광하기 위한 제 1 노광 영역(213), 및 가장자리(196)의 직각 영역(204)을 노광하기 위한 제 2 노광 영역(220)을 포함한다. 제 1 노광 영역(213)으로부터 상류측에서, 상기 벨트 형상 워크(198)의 반송 길이를 측정하고 소정의 간격에 상기 벨트 형상 워크(198)의 한쪽 측상 가장자리 상에 노치(215)(도 25 참조)를 형성하는 노칭 장치가 있다. 상기 노칭 장치(216)는, 예를 들면, 발진 다이 세트 등을 포함하여 상기 벨트 형상 워크(198)의 측상 가장자리를 펀칭함으로써 노치(215)를 형성한다. 상기 노치(215)의 존재를 검출하기 위해서, 제 1 노광 영역(213) 근방에 위치된 통과 롤러(217) 위에 노치 검출 센서(218)가 있다. 상기 노치 검출 센서(218)는 투과형 센서이고, 검출 신호는 제 2 노광 영역(220)에서의 노광 개시의 타이밍을 결정하기 위해 제어기(219)로 입력된다.
상기 노치(215)의 형상은 본 발명에 한정되지 않는다. 또한, 레이저 마커에 의한 마킹, 피어싱 장치에 의한 홀 등이 상기 노치(215) 대신에 사용되어도 좋다. 또한, 자기 기록 영역은 정보를 저장하기 위해서 상기 벨트 형상 워크(195)의 측상 가장자리 상에 형성되어도 좋다.
도 27a에 나타낸 바와 같이, 제 1 노광 영역(213)의 제 1 포토 마스크(225) 세트는 상기 주기 패턴(198)을 이루는 메쉬 패턴(226), 및 상기 가장자리(196)의 측상 가장자리 영역(203)을 이루는 제 1 솔리드 패턴(227)을 갖는다. 상기 메쉬 패턴(226)은 흑색의 광 차단 패턴 상에 예를 들면, 슬릿으로 형성된다. 상기 슬릿은 상기 메쉬 패턴(226)을 형성하고 광의 투과를 허락한다. 실제로 차단 패턴은 흑색이고 메쉬 패턴(226)(슬릿)은 백색이지만, 형상의 가시성을 고려하여, 도 27a에서 차광 패턴은 백색으로 드로잉되고 메쉬 패턴은 흑색으로 드로잉된다는 것에 주의한다.
도 27b에 나타낸 바와 같이, 메쉬 패턴(226)은 상기 폭 방향을 따라 정렬된 θ1=45°로 경사진 300㎛의 변을 각각 갖는 정사각형의 배열이고, 크롬 침전물에 의해 상기 마스크 기판 상에 형성된다. 상기 워크 반송 방향 F에서 상기 메쉬 패턴(226)의 노광의 반복 주기(주기 길이 L1)는 L1=P1/sinθ1=300/sin45°=424㎛이다. 상기 메쉬 패턴(226)은 760mm의 워킹 폭 W를 갖고, 상기 제 1 솔리드 패턴(227)은 측상 가장자리 영역의 폭을 따라서 50mm의 워킹 폭 W2를 갖는다. 근접한 노광에 의한 라인 확장 효과를 고려하여, 상기 메쉬 패턴(226)의 라인 폭(D1m)은 소망의 라인 폭(D1)보다 좁은 것이 바람직하다는 것에 주의한다.
도 28에 나타낸 바와 같이, 상기 제 2 노광 영역(220)의 제 2 포토 마스크(230)는 상기 직각 영역(204)의 노광을 위해서 상기 폭 방향에 걸쳐 그들의 중앙부에서 제 2 솔리드 패턴(231)을 갖는다. 상기 제 2 솔리드 패턴(231)은 워크 반송 방향에서 90mm의 길이 L5, 및 상기 폭 방향에서 760mm의 폭 W3를 갖는다. 실제로 차단 패턴은 흑색이고 제 2 솔리드 패턴(231)은 백색이지만, 도의 가시성을 고려하여, 도 28에서 상기 광 차단 패턴은 백색으로 드로잉된다는 것에 주의한다.
상기 패턴 노광 장치의 작동이 이하에 기재될 것이다. 상기 벨트 형상 워크(198)의 반송이 개시되는 경우, 상기 노칭 장치(216)는 상기 벨트 형상 워크(198)의 길이를 측정하고, 예를 들면, 1090mm의 소정의 간격에서 상기 벨트 형상 워크(198)의 측상 가장자리 상에 노치(215)를 형성한다. 조명 영역(234 및 235)의 각각의 다면경의 회전 속도, 및 워크 반송 속도 V가 동기화되는 경우, 상기 제 1 노광 영역(213)은 상기 제 1 포토 마스크(225) 상에 레이저빔을 주사하여 상기 벨트 형상 워크(198) 상에 가장자리(196)의 측상 가장자리 영역(203) 및 메쉬형 주기 패턴을 노광한다.
상기 메쉬 패턴(226)의 주기 길이 L1이 상기 반송 방향에서 424㎛이고, 상기 벨트 형상 워크(198)의 워크 반송 속도가 V=4m/분이고, 상기 메쉬 패턴(226)을 노광하기 위한 노광 주기가 T1이며, 상기 노광 시간이 ΔT1이고, 메쉬 패턴(226)의 최소 라인 폭 D1mmin이 lO㎛인 경우, 상기 주기 길이 L1의 벨트 형상 워크(198)를 반송하기 위해서 요구되는 시간은 Ll/V=6.36m초이다. 1주사가 이러한 시간 주기 동안 행해지도록 설계되는 경우, 상기 노광 주기 T1은 6.36m초가 되고, 18개의 반사 표면을 갖는 다면경의 회전 속도는 ω1=524rpm이 된다. 이러한 경우, 상기 다면경과 제 1 포토 마스크(225) 간의 거리 Ls가 2250mm이므로 상기 주사 속도 Vb1은 Ls·ω1=123m/초가 된다. 상기 레이저 빔 S1의 투영 형태의 폭 Wb가 1.2mm이므로, 이러한 주사 속도 Vb1에서의 상기 레이저 빔 S1의 노광 시간 ΔT1은 1.2/Vb1=9.8μ초가 되고, 이러한 노광 시간 ΔT1에서의 상기 벨트 형상 워크(198)의 반송 길이 Lc1은 V·ΔT1=0.65㎛가 된다. 이러한 실시형태에 있어서, 상기 관계 V·ΔT1=0.65㎛<D1mmin=10㎛가 만족되므로, 양호한 노광 품질이 유지될 수 있다.
이러한 실시형태에 있어서, 상기 레이저 빔 S1의 투영 형태는 3.6mm의 장축 Lb 및 1.2mm의 단축 Wb를 갖고, 상기 레이저 빔 S1의 장축 Lb와 대략 동일한 폭을 갖는 슬릿을 포함하는 광 차단 마스크가 상기 제 1 포토 마스크(225)의 후면 측상 상에 제공되어 상기 제 1 포토 마스크(225)가 상기 슬릿의 폭 보다 큰 폭으로 노광되는 것을 방지한다. 따라서, 상기 레이저 빔 S1의 1주사 동안의 노광 영역은 3.6mm(상기 반송 방향에서)×750mm(상기 폭 방향에서)의 크기를 갖고, 이것은 3.6/0.424=8.5 조각의 상기 메쉬 패턴(226)이 1주사에서 노광된다는 것을 의미하고, 상기 메쉬 패턴(226)의 각각의 조각은 다중 노광이 행해진다.
상기 노광 광원으로부터 상기 제 1 포토 마스크(225) 상에 투영된 광의 길이(Lb)는 상술한 바와 같이 3.6mm이고, 이것은 Lb=3.6>L1=0.424를 만족한다. Lb/L1의 지수 m1은 8이 된다. 따라서, 상기 워크 반송 속도 V와 상기 노광 주기 T1 간의 관계 (n1-1)×(L1/V)=T1(n1은 자연수) 및 2≤n1≤m1=8을 만족하는 경우, 어느 숫자든지 2~8로부터 n1으로서 선택될 수 있다. n1=2인 경우, 상기 다중 노광의 횟수는 최대이다. 이러한 실시형태에 있어서, 상술한 바와 같이, 상기 벨트 형상 워크(198)의 주기 길이 L1을 반송하는데 요구되는 시간은 L1/V=6.36m초이므로, 이러한 시간 동안 1주사가 행해지고, T1 및 V 간의 관계는 T1=6.36m초 및 n1=2를 만족하도록 결정된다.
상기 제 2 노광 영역(220)에 있어서, 90mm 길이를 갖는 상기 솔리드 패턴이 노광된다. 상기 노광 시간 ΔT2는 4m/분의 상기 워크 반송 속도에서 90/66.7=1.35초이다. 상기 패턴의 피치가 1090mm이므로, 상기 노광 주기 T2는 1090/66.7=16.34초이다. 상기 제어기(219)는 상기 노치 검출 센서(218)로부터의 검출 신호 및 상기 다면경을 위한 주사 개시 신호의 논리 AND 조건에 기초하여 제 2 조명 영역(235)의 레이저 에미터를 작동시킨다. 상기 다면경을 위한 스캔 개시 신호를 발생시키기 위해서, 상기 회전경에 의해서 주사되는 레이저 빔은 광 다이오드 등의 광학 검출기에 의해서 주사 개시 신호로서 검출되거나, 또는 1면당 1회 출력되는 경 제어를 위한 선단 가장자리의 펄스 신호가 주사 개시 신호로서 검출된다.
상기 제 2 포토 마스크(230)를 사용하여 제 2 노광 영역(220)에 의한 솔리드 패턴 노광에 있어서, 상기 반송 방향으로의 편차는 상기 다면경의 회전 속도가 빨라지는 경우 작아지므로, 18개의 반사 표면을 갖는 상기 다면경의 회전 속도는 ω2=2096rpm으로 설정된다. 이러한 경우, 상기 다면경과 상기 제 2 포토 마스크(230) 간의 거리 Ls는 2250mm이므로 상기 주사 속도 Vb2는 Ls·ω2=492m/초가 된다. 상기 레이저 빔 S2의 투영 형태의 폭 Wb가 1.2mm이므로, 이러한 주사 속도 Vb2에서의 상기 레이저 빔 S2의 상기 노광 시간 ΔT2는 1.2/Vb2=2.45μ초이고, 이러한 노광 시간 ΔT2에서의 상기 벨트 형상 워크(198)의 반송 길이 Lc2는 V·ΔT2=0.16㎛가 된다. V·ΔT2=0.16㎛가 상기 반송 방향에서 직각 영역의 길이 90mm보다 충분히 작으므로, 양호한 노광 품질이 유지될 수 있다. 3.6mm의 장축 Lb를 갖는 상기 레이저 빔 S2에 의한 상기 다중 노광의 수는 34가 된다.
본 발명의 상기 패턴 노광 방법은 상기 패턴 노광 이외에 사진 노광 등에 적용될 수 있다. 또한, 투영 노광이 상기 프록시미티 노광 대신에 사용될 수 있다. 또한, 상기 벨트 형상 워크가 상기 실시형태에서 사용되지만, 본 발명은 반송 동안에 시트 형상 워크 상으로의 연속적 노광에 쉽게 적용될 수 있다.
본 발명에 있어서, 각종 변화 및 변형이 가능하고, 본 발명 이내인 것으로 이해되어도 좋다.
본 발명은 표시 장치 등에 사용되는 막형상 광학부재를 형성하기 위해서, 특히, 전자파 차단막 등을 형성하기 위해서, 워크 상에 패턴 노광을 가하는 것이 바람직하다.

Claims (75)

  1. 감광층을 갖는 벨트 형상 또는 시트 형상 워크를 연속적으로 반송하는 단계; 및
    상기 워크로부터 프록시미티 갭 이격되어 배치되고 마스크 패턴을 갖는 포토 마스크를 통해서 상기 워크에 프록시미티 노광을 주기적으로 가하여 주기 패턴이 상기 워크 상에 형성되고, 상기 주기 패턴이 상기 워크의 반송 방향에 걸친 상기 마스크 패턴의 주기 배열이 되는 단계를 포함하는 패턴 노광 방법에 있어서,
    상기 주기 패턴의 1주기의 길이가 주기 길이 L0이고, 상기 워크 반송 방향에 대한 수직 방향으로의 상기 워크의 폭이 워크 폭 W0이고, 상기 마스크 패턴이 형성되는 패턴 영역의 상기 워크 반송 방향으로의 길이가 패턴 길이 L이고, 상기 패턴 영역의 워크 폭 방향으로의 길이가 패턴 폭 W이고, 상기 워크의 반송 속도가 V이고, 상기 주기 패턴을 노광하기 위한 노광 주기가 T이고, 상기 노광 시간이 ΔT이며, 상기 마스크 패턴의 최소 라인 폭이 Dmin인 경우, 이하 조건 식, L0<L, W0<W, L0/V≥T, 및 V·ΔT<Dmin하에 상기 마스크 패턴의 1주기 이상에 걸친 노광 영역에 상기 노광 주기 T마다 상기 노광 시간 ΔT의 상기 프록시미티 노광이 가해지는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 워크 반송 방향으로의 노광 광원으로부터 상기 포토 마스크 상으로 투영된 광의 길이가 Lb인 경우 관계 Lb>L0를 만족하고, Lb>L0의 지수가 m(m은 자연수)인 경우 상기 포토 마스크는 상기 워크 반송 방향으로 배열된 상기 마스크 패턴을 m개 갖고, 상기 워크 반송 속도 V와 상기 노광 주기 T 간의 관계가 이하 식, (n-1)×(L0/V)=T(n은 자연수), 및 2≤n≤m을 만족하도록 상기 워크 반송 속도 V와 상기 노광 주기 T 간의 동기화를 설정함으로써 잠상 패턴이 제 1 마스크 패턴을 통해서 이미 노광된 상기 워크의 부분 상에 상기 제 1 마스크 패턴으로부터 하류에 배치된 제 n 마스크 패턴을 통하여 동일 패턴이 다중 노광되는(이때, 상기 부분이 상기 제 n 마스크 패턴 하방을 통과함) 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 노광 광원은 상기 노광 주기 T 동안 1방향으로 광을 주사시켜 상기 포토 마스크를 통해서 상기 워크의 폭 전체를 노광하는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 노광 광원은 반도체 레이저 에미터이고, 상기 노광은 상기 반도체 레이저 에미터로부터 방사된 레이저 빔으로 행해지고, 이어서, 콜리메이팅 렌즈에 의해서 콜리메이팅되는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 노광 광원은 2채널의 반도체 레이저 에미터이고, 상기 노광은 상기 반도체 레이저 에미터로부터 방사된 2채널의 레이저 빔을 사용하여 행해지고, 편광 다중화되고, 이어서, 콜리메이팅 렌즈에 의해서 콜리메이팅되는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 노광 광원은 복수의 반도체 레이저 에미터이고, 상기 노광은 복수의 레이저 빔이 상응하는 콜리메이팅 렌즈에 의해서 각각 콜리메이팅되도록 형성되는 광을 사용하여 행해지고, 이어서, 상기 콜리메이팅된 빔이 합성되는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레이저 빔의 파장이 405nm인 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  9. 제 4 항에 있어서, 상기 노광 광원으로부터의 상기 광의 주사 속도가 Vb인 경우, 상기 마스크 패턴의 상기 폭 방향이 상기 워크 반송 방향에 대해서 수직인 위치로부터 상기 워크 반송 방향으로의 레이저 주사의 하류 측을 향하여 상기 마스크 패턴이 1회 주사에서 상기 워크의 이동 길이인 V·W/Vb 양으로 경사진 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  10. 제 4 항에 있어서, 상기 노광 광원이 상기 주사의 속도의 변화에 따라서 상기 광의 강도를 변화시켜 상기 워크 상의 노광량이 전체 폭에서 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  11. 제 4 항에 있어서, 상기 프록시미티 갭이 Lg인 경우, 상기 마스크 패턴은 그 위치가 상기 노광 광원으로부터의 상기 광의 입사각 θ의 변화에 따라서 상기 폭 방향으로 내부를 향하여 Lg·sinθ 이동되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  12. 제 4 항에 있어서, 상기 마스크 패턴의 폭이 상기 주사의 폭 방향으로의 위치에 따라서 변화하여 상기 워크 상의 상기 주기 패턴의 라인 폭이 상기 폭 방향에 걸쳐 균일하게 유지되는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  13. 제 2 항에 있어서, 상기 노광 광원으로부터 상기 워크의 상기 폭 방향에 걸쳐 상기 포토 마스크 상에 투영된 상기 광의 길이가 Lw인 경우, 상기 워크의 전체 폭은 식, Lw>W를 만족하면서 상기 노광 시간 ΔT 동안 상기 포토 마스크를 통해서 상기 노광 광원에 의해서 노광되는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 프록시미티 갭이 500㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 감광층은 은염 감광 재료 또는 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 은염 감광 재료는 5 이상의 그러데이션 γ를 갖는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 주기 패턴은 상기 벨트 형상 워크 상에 노광된 연속적인 심리스 패턴인 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 주기 패턴은 20㎛ 이하의 라인 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  19. 제 1 항에 있어서, 상기 주기 패턴은 전자파 차단재를 형성하는 메쉬 패턴인 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  20. 제 1 항에 있어서, 상기 프록시미티 노광이 롤러에 감겨진 상기 벨트 형상 워크에 상기 롤러의 외주로부터 프록시미티 갭 이격되어 배치된 상기 포토 마스크를 통해서 가해지는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  21. 제 1 항에 있어서, 상기 워크의 반송 속도와 상기 주기 패턴을 노광하기 위한 노광 주기 간의 동기화가 모니터링되어 상기 노광이 상기 동기화가 설정되는 동안에만 행해지는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  22. 제 1 항에 있어서, 상기 벨트 형상 워크의 2개의 접합부인 워크 접합 영역이 상기 포토 마스크를 통과하는 경우, 상기 포토 마스크와 상기 워크 간의 갭은 상기 프록시미티 갭보다 크게 되고, 상기 갭은 상기 워크 접합 영역의 통과 후에 상기 프록시미티 갭으로 되돌아 오는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  23. 반송 방향에 걸쳐 배열된 마스크 패턴을 갖는 복수의 포토 마스크 각각에 대해 프록시미티 갭 이격되어 감광층을 갖는 벨트 형상 또는 시트 형상 워크를 연속적으로 반송하는 단계; 및
    상기 워크의 운반 속도와 동기화된 노광 주기 및 노광 시간 동안 상기 포토 마스크 중 하나를 포함하는 복수의 노광 영역을 각각 사용하여 프록시미티 노광을 상기 워크에 가하여 주기 패턴이 상기 워크 상에 형성되고, 상기 주기 패턴은 상기 워크의 반송 방향에 걸친 상기 마스크 패턴의 주기 배열이 되는 단계를 포함하는 패턴 노광 방법에 있어서,
    상기 주기 패턴의 1주기의 길이가 주기 길이 L0이고, 상기 워크 반송 방향에 대한 수직 방향으로의 상기 워크의 폭이 워크 폭 W0이고, 상기 마스크 패턴이 형성되는 패턴 영역의 상기 워크 반송 방향으로의 길이가 패턴 길이 L이고, 상기 패턴 영역의 워크 폭 방향으로의 길이가 패턴 폭 W이고, 상기 워크의 반송 속도가 V이고, 상기 주기 패턴을 노광하기 위한 노광 주기가 T이고, 상기 노광 시간이 ΔT이며, 상기 마스크 패턴의 최소 라인 폭이 Dmin인 경우, 이하 조건 식, L0<L, W0<W, L0/V≥T, 및 V·ΔT<Dmin하에 상기 마스크 패턴의 1주기 이상에 걸친 노광 영역에 상기 노광 주기 T마다 상기 노광 시간 ΔT의 상기 프록시미티 노광이 가해지는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 노광 영역에 의해서 형성된 상기 주기 패턴이 서로 다른 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 다른 주기 패턴은 상기 워크 반송 방향과 각을 이루는 제 1 라인, 상기 제 1 라인과 각을 이루는 제 2 라인, 메쉬 패턴을 형성하는 상기 제 1 라인 및 상기 제 2 라인의 조합인 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 메쉬 패턴은 전자파 차단재를 형성하는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  27. 제 23 항에 있어서, 상기 복수의 노광 영역은 제 1 노광 영역 및 제 2 노광 영역이고, 상기 제 1 노광 영역은 제 1 노광 주기 동안 상기 워크 반송 방향에 걸쳐 주기적이고 연속적인 제 1 패턴의 노광을 행하고, 제 2 노광 영역은 제 2 노광 주기 동안 상기 워크 반송 방향에 걸쳐 주기적인 제 2 패턴의 노광을 행하는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 제 1 패턴은 전자파 차단재를 형성하는 메쉬 패턴 또는 상기 워크 반송 방향 양 끝에서 가장자리 영역을 갖는 메쉬 패턴이고, 상기 제 2 패턴은 상기 메쉬 패턴을 상기 워크의 폭 방향으로 교차시키는 패턴인 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  29. 제 23 항에 있어서, 상기 감광층은 은염 감광 재료 또는 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  30. 제 23 항에 있어서, 상기 복수의 노광 영역의 1개 이상의 상기 노광 주기는 다른 노광 영역과는 다른 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  31. 제 23 항에 있어서, 상기 워크 반송 속도, 상기 노광 주기 및 상기 노광 시간은 공통의 기준 클럭에 기초하여 서로 동기화되는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  32. 제 23 항에 있어서, 기준 마크는 상기 워크 반송 방향으로 상기 복수의 노광 영역으로부터 상류측에서 상기 워크에 가해지고, 각각의 상기 노광 영역이 상기 기준 마크를 검출하여 노광 타이밍을 결정하는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  33. 제 32 항에 있어서, 상기 기준 마크는 노칭 공정에 의해서 형성된 노치, 레이저 마커에 의해서 형성된 레이저 마크, 피어싱 공정에 의해서 형성된 홀, 또는 상기 워크의 측상 가장자리 상에 형성된 자기 기록 영역의 자기 신호인 것을 특징으로 하는 패턴 노광 방법.
  34. 감광층을 갖는 벨트 형상 또는 시트 형상 워크를 워크 반송 속도 V로 연속적으로 반송하기 위한 반송 영역;
    상기 워크로부터 프록시미티 갭 Lg 이격되어 배치되고 마스크 패턴을 갖는 포토 마스크;
    노광 시간 ΔT 동안 노광 주기 T 마다, 상기 포토 마스크를 통해서 반송 방향에 대하여 수직인 폭 방향에 걸쳐 상기 워크 전체를 조명함으로써 프록시미티 노광을 행하기 위한 조명 영역; 및
    상기 워크 반송 속도 V, 상기 노광 주기 T, 및 상기 노광 시간 ΔT의 동기화를 설정하는 제어기로서, 상기 동기화가 상기 워크의 반송 방향에 걸친 상기 마스크 패턴의 주기 배열인 주기 패턴을 형성하는 제어기를 포함하는 패턴 노광 장치에 있어서,
    상기 주기 패턴의 1주기의 길이가 주기 길이 L0이고, 상기 워크 반송 방향에 대한 수직 방향으로의 상기 워크의 폭이 워크 폭 W0이고, 상기 마스크 패턴이 형성되는 패턴 영역의 상기 워크 반송 방향으로의 길이가 패턴 길이 L이고, 상기 패턴 영역의 워크 폭 방향으로의 길이가 패턴 폭 W이고, 상기 워크의 반송 속도가 V이고, 상기 주기 패턴을 노광하기 위한 노광 주기가 T이고, 상기 노광 시간이 ΔT이며, 상기 마스크 패턴의 최소 라인 폭이 Dmin인 경우, 이하 조건 식, L0<L, W0<W, L0/V≥T, 및 V·ΔT<Dmin하에 상기 마스크 패턴의 1주기 이상에 걸친 노광 영역에 상기 노광 주기 T마다 상기 노광 시간 ΔT의 상기 프록시미티 노광이 가해지는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  35. 제 34 항에 있어서, 복수의 마스크 패턴이 상기 패턴 영역에서 상기 패턴 길이 L의 방향에 걸쳐 동일한 주기로 배열되는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  36. 제 34 항에 있어서, 상기 워크 반송 방향으로 상기 조명 영역으로부터 상기 포토 마스크 상에 투영된 광의 길이가 Lb인 경우, 관계 Lb>L0가 만족되고, Lb/L0의 지수가 m(m은 자연수)인 경우, m개의 상기 마스크 패턴을 갖는 상기 포토 마스크가 상기 워크 반송 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  37. 제 36 항에 있어서, 상기 제어기는 상기 워크 반송 속도 V와 상기 노광 시간 T의 관계가 식, (n-1)×(L0/V)=T(n은 자연수); 및 2≤n≤m을 만족하도록 상기 워크 반송 속도 V와 상기 노광 주기 T를 동기화시킴으로써, 잠상 패턴이 제 1 마스크 패턴을 통해서 이미 노광된 상기 워크의 일부 상에 상기 제 1 마스크 패턴으로부터 하류에 배치된 제 n 마스크 패턴을 통한 동일 패턴의 다중 노광되는(이때, 상기 일부는 상기 제 n 마스크 패턴의 하방을 통과함) 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  38. 삭제
  39. 제 34 항에 있어서, 상기 조명 영역은,
    상기 포토 마스크를 향하여 광을 투영하기 위한 노광 광원; 및
    상기 광을 상기 노광 주기 T 동안 1방향으로 주사하여 상기 포토 마스크를 통해서 상기 워크의 폭 전체를 노광하기 위한 주사기를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  40. 제 39 항에 있어서, 상기 노광 광원은,
    반도체 레이저 에미터; 및
    상기 반도체 레이저 에미터로부터 방사된 레이저 빔을 콜리메이팅하기 위한 콜리메이팅 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  41. 제 40 항에 있어서, 상기 노광 광원은,
    2채널의 반도체 레이저 에미터;
    상기 반도체 레이저 에미터로부터 방사된 2채널의 레이저 빔의 편광 다중화하기 위한 광학부재; 및
    상기 다중화된 레이저 빔을 콜리메이팅하기 위한 콜리메이팅 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  42. 제 39 항에 있어서, 상기 노광 광원은,
    복수의 반도체 레이저 에미터;
    복수의 레이저 빔을 각각 콜리메이팅하기 위한 복수의 콜리메이팅 렌즈; 및
    상기 콜리메이팅된 빔을 합성하기 위한 복수의 광학부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  43. 제 40 항 내지 제 42 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레이저 빔의 파장이 405nm인 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  44. 제 39 항에 있어서, 상기 주사기는,
    상기 노광 광원으로부터 상기 포토 마스크를 향하여 광을 반사하는 복수의 반사 표면을 갖는 다면경; 및
    상기 다면경을 회전시키기 위한 구동기를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  45. 제 39 항에 있어서, 상기 조명 영역은,
    상기 주사의 속도의 변화에 따라서 상기 노광 광원으로부터의 상기 광의 강도를 조절하여 상기 워크 상의 노광량이 전체 폭에서 일정하게 유지되게 하기 위한 광량 조절기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  46. 제 39 항에 있어서, 상기 노광 광원으로부터의 상기 광의 주사 속도가 Vb인 경우, 상기 마스크 패턴의 상기 폭 방향은 상기 워크 반송 방향에 대하여 수직인 위치로부터 상기 워크 반송 방향으로 레이저 주사의 하류 측을 향하여 상기 마스크 패턴은 1주사 동안 상기 워크의 이동 거리인 V·W/Vb 양으로 경사지는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  47. 제 39 항에 있어서, 상기 마스크 패턴은 그 위치가 상기 노광 광원으로부터의 상기 광의 입사각 θ의 변화에 따라서 상기 폭 방향으로 내부를 향하여 Lg·sinθ 이동되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  48. 제 39 항에 있어서, 상기 마스크 패턴의 슬릿 폭은 주사 방향으로의 위치에 따라서 변화되어 상기 워크 상의 상기 주기 패턴의 라인 폭을 상기 폭 방향에 걸쳐 균일하게 유지하는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  49. 제 34 항에 있어서, 상기 조명 영역은 광을 상기 포토 마스크에 방사하는 노광 광원을 갖고, 상기 워크의 상기 폭 방향에 따른 상기 광의 길이는 Lw일 때, 식, Lw>W을 만족하는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  50. 제 34 항에 있어서, 상기 프록시미티 갭은 500㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  51. 제 34 항에 있어서, 상기 감광층은 은염 감광 재료 또는 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  52. 제 51 항에 있어서, 상기 은염 감광 재료는 5 이상의 γ를 갖는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  53. 제 34 항에 있어서, 상기 주기 패턴은 상기 벨트 형상 워크 상에 노광된 연속적인 심리스 패턴인 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  54. 제 34 항에 있어서, 상기 주기 패턴은 20㎛ 이하의 라인 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  55. 제 34 항에 있어서, 상기 주기 패턴은 전자파 차단재를 형성하는 메쉬 패턴인 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  56. 제 34 항에 있어서, 상기 벨트 형상 워크가 감겨진 롤러를 더 포함하고, 상기 포토 마스크는 상기 롤러의 외주로부터 프록시미티 갭 Lg에 배치되는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  57. 제 34 항에 있어서, 상기 제어기는 상기 반송 영역과 상기 조명 영역의 조작 간의 동기화를 모니터링하여 상기 동기화가 설정되는 동안에만 상기 조명 영역이 광을 방사하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  58. 제 34 항에 있어서, 마스크 홀딩 영역을 더 포함하고, 상기 마스크 홀딩 영역은,
    상기 포토 마스크를 홀딩하기 위한 홀딩 프레임;
    상기 홀딩 프레임에 의해서 홀딩된 상기 포토 마스크가 프록시미티 갭 Lg를 통해서 상기 워크를 대향하는 노광 위치와 상기 포토 마스크와 상기 워크 간의 갭이 상기 프록시미티 갭 Lg보다 큰 재처리 위치 간을 이동할 수 있는 상기 홀딩 프레임을 지지하기 위한 지지대; 및
    상기 노광 위치와 상기 재처리 위치 간의 상기 홀딩 프레임을 이동시키기 위한 구동기를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  59. 제 58 항에 있어서, 상기 홀딩 프레임은 상기 포토 마스크를 상기 워크에 가깝게 또는 멀게 이동시킴으로써 상기 프록시미티 갭 Lg를 조절하는 조절 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  60. 감광층을 갖는 벨트 형상 또는 시트 형상 워크를 연속적으로 반송하기 위한 반송 영역;
    조명 영역 및 노광 롤러를 각각 포함하는 복수개의 노광 영역으로서, 상기 조명 영역은 상기 워크를 일정한 노광 주기 마다 조명함으로써 프록시미티 노광을 행하고, 상기 워크로부터 프록시미티 갭 이격되어 배치된 마스크 패턴을 갖는 포토 마스크 및 상기 포토 마스크를 통해서 상기 워크를 향하여 광을 방사하는 노광 광원을 포함하는 복수개의 노광 영역; 및
    상기 반송 영역에 의한 워크 반송 속도, 상기 조명 영역에 의한 노광 주기 및 노광 시간의 동기화를 설정하는 제어기로서, 상기 동기화가 상기 워크의 반송 방향을 따른 상기 마스크 패턴의 주기 배열인 주기 패턴을 형성하는 제어기를 포함하는 패턴 노광 장치에 있어서,
    상기 주기 패턴의 1주기의 길이가 주기 길이 L0이고, 상기 워크 반송 방향에 대한 수직 방향으로의 상기 워크의 폭이 워크 폭 W0이고, 상기 마스크 패턴이 형성되는 패턴 영역의 상기 워크 반송 방향으로의 길이가 패턴 길이 L이고, 상기 패턴 영역의 워크 폭 방향으로의 길이가 패턴 폭 W이고, 상기 워크의 반송 속도가 V이고, 상기 주기 패턴을 노광하기 위한 노광 주기가 T이고, 상기 노광 시간이 ΔT이며, 상기 마스크 패턴의 최소 라인 폭이 Dmin인 경우, 이하 조건 식, L0<L, W0<W, L0/V≥T, 및 V·ΔT<Dmin하에 상기 마스크 패턴의 1주기 이상에 걸친 노광 영역에 상기 노광 주기 T마다 상기 노광 시간 ΔT의 상기 프록시미티 노광이 가해지는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  61. 제 60 항에 있어서, 상기 복수의 노광 영역은 적어도 제 1 마스크 패턴으로 제 1 포토 마스크를 갖는 제 1 노광 영역 및 제 2 마스크 패턴으로 제 2 포토 마스크를 갖는 제 2 노광 영역이고, 상기 제 1 마스크 패턴 및 상기 제 2 마스크 패턴은 서로 다른 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  62. 제 61 항에 있어서, 상기 제 1 마스크 패턴은 상기 워크 반송 방향으로부터 각 θ1(-90°≤θ1≤90°)을 갖는 각각의 피치 P1 및 폭 D1로 배열된 복수의 라인이고,
    상기 제 2 마스크 패턴은 상기 워크 반송 방향으로부터 각 θ2(-90°≤θ2≤90°, θ1≠θ2)을 갖는 각각의 피치 P2 및 폭 D2로 배열된 복수의 라인이고,
    상기 제 1 마스크 패턴의 노광 및 상기 제 2 마스크 패턴의 노광의 조합은 상기 워크 상에 상기 워크 반송 방향에 걸쳐 주기적으로 배열된 메쉬 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  63. 제 62 항에 있어서, 상기 워크가 상기 워크 반송 방향에 대하여 수직인 워크 폭 방향에서 폭 W0을 갖는 경우, 상기 제 1 마스크 패턴은 상기 워크 반송 방향에서 주기 길이 L1(L1=P1/sinθ1)을 갖고, 상기 제 2 마스크 패턴은 상기 워크 반송 방향에서 주기 길이 L2(L2=P2/sinθ2)를 갖고, 상기 제 1 마스크 패턴은 상기 워크 반송 방향에서 상기 주기 길이 L1과 동일하거나 그 이상인 길이 및 상기 워크 폭 방향에서 상기 폭 W0와 동일하거나 그 이상인 폭을 갖는 패턴 영역에 형성되고, 상기 제 2 마스크 패턴은 상기 워크 반송 방향에서 상기 주기 길이 L2와 동일하거나 그 이상인 길이 및 상기 워크 폭 방향에서 상기 폭 W0와 동일하거나 그 이상인 폭을 갖는 패턴 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  64. 제 63 항에 있어서, 상기 제 1 노광 영역의 상기 노광 주기는 상기 워크가 길이 n·L1(n은 1 이상의 정수)로 반송되는 동안 1주사가 행해지는 제 1 노광 주기이고, 상기 제 2 노광 영역의 상기 노광 주기는 상기 워크가 길이 n·L2(n은 1 이상의 정수)로 반송되는 동안 1주사가 행해지는 제 2 노광 주기인 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  65. 제 60 항에 있어서, 상기 주기 패턴은 전자파 차단재를 형성하는 메쉬 패턴인 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  66. 제 61 항에 있어서, 상기 제 1 노광 영역은 제 1 노광 주기 동안 상기 워크 반송 방향을 따르는 주기적이고 연속적인 제 1 패턴의 노광을 행하고, 상기 제 2 노광 영역은 제 2 노광 주기 동안 상기 워크 반송 방향을 따르는 주기적인 제 2 패턴의 노광을 행하는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  67. 제 66 항에 있어서, 상기 제 1 패턴은 적어도 메쉬 패턴을 포함하고, 상기 제 2 패턴은 상기 워크 반송 방향에 대하여 수직인 벨트 형상 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  68. 제 67 항에 있어서, 상기 메쉬 패턴은 전자파 차단재를 형성하고, 상기 벨트 형상 패턴은 상기 메쉬 패턴을 교차시키는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  69. 제 60 항에 있어서, 상기 감광층은 은염 감광 재료 또는 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  70. 제 60 항에 있어서, 상기 동기화를 위한 기준으로서 기준 클럭을 발생시키는 기준 클럭 발생기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  71. 제 60 항에 있어서, 상기 워크 반송 방향에서 상기 복수의 노광 영역으로부터 상류 측에서 상기 워크에 기준 마크를 가하는 마크 적용 영역; 및
    상기 기준 마크를 검출하는 마크 검출 영역을 더 포함하고, 상기 각각의 노광 영역은 상기 기준 마크의 검출에 기초하여 노광 타이밍을 결정하는 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
  72. 제 71 항에 있어서, 상기 기준 마크는 노칭 공정에 의해서 형성된 노치, 레이저 마커에 의해서 형성된 레이저 마크, 피어싱 공정에 의해서 형성된 홀, 또는 상기 워크의 측상 가장자리 상에 형성된 자기 기록 영역의 자기 신호인 것을 특징으로 하는 패턴 노광 장치.
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