KR101787155B1

KR101787155B1 - 노광 장치

Info

Publication number: KR101787155B1
Application number: KR1020137002105A
Authority: KR
Inventors: 미찌노부 미즈무라; 마꼬또 하따나까
Original assignee: 브이 테크놀로지 씨오. 엘티디
Priority date: 2010-06-28
Filing date: 2011-06-07
Publication date: 2017-10-18
Also published as: WO2012002114A1; CN102959470B; TWI519900B; KR20130098989A; JP2012008427A; TW201219988A; JP5354803B2; CN102959470A

Abstract

본 발명은, 피노광체의 면 및 포토마스크의 면에 평행한 면내를 화살표 B방향으로 이동 가능하게 형성된 렌즈 조립체(11)가, 포토마스크의 마스크 패턴의 등배 정립상을 피노광체 표면에 결상 가능하게 구성한 복수의 렌즈군(15)을 화살표 B방향과 교차하는 방향에 일정한 배열 피치로 배열해서 복수의 렌즈열(16)을 형성하고, 또한 각 렌즈열(16)의 각 렌즈군(15)이 화살표 B방향에 대하여 비스듬히 교차하는 축선(O-O)에 평행하도록 각 렌즈열(16)을 화살표 B방향과 교차하는 방향에 서로 일정량만 시프트 시켜서 형성하는 동시에, 서로 인접하는 단부(11Aa, 11Ba, 11Bb, 11Ca)를 축선(O-O)에 평행하게 절제한 구성의 복수의 단위 렌즈 조립체(11A 내지 11C)를 각 렌즈열(16)의 렌즈군(15)이 화살표 B방향과 교차 방향에 일정한 배열 피치로 배열하도록 일렬로 배치한 구성을 갖는 것이다. 이에 의해, 대면적의 피노광체에 있어서의 비주기성 패턴의 노광을 고해상력으로 행한다.

Description

노광 장치{EXPOSURE SYSTEM}

본 발명은 스테이지 상에 유지된 피노광체에 포토마스크를 개재해서 노광광을 조사해 소정의 패턴을 노광 형성하는 노광 장치에 관한 것으로, 자세하게는 대면적의 피노광체에 있어서의 비주기성 패턴의 노광을 고해상력으로 행할 수 있도록 하려고 하는 노광 장치에 관한 것이다.

이 종류의 종래의 노광 장치는, 일정 속도로 반송되는 피노광체에 대하여 포토마스크를 개재해서 노광광을 간헐적으로 조사하고, 포토마스크의 마스크 패턴을 소정 위치에 노광하는 노광 장치이며, 상기 포토마스크에 의한 노광 위치, 또는 그 노광 위치보다도 상기 피노광체의 반송 방향 전방의 위치를 촬상하도록 배설되고, 상기 반송 방향과 거의 직교하는 방향으로 배열된 복수개의 수광 소자를 갖는 제1 촬상 수단과, 상기 포토마스크에 의한 노광 위치, 또는 그 노광 위치보다도 상기 피노광체의 반송 방향 전방의 위치를 촬상하도록 배설되고, 상기 반송 방향과 거의 평행하게 배열된 복수개의 수광 소자를 갖는 제2 촬상 수단과, 상기 피노광체 및 포토마스크를 상기 반송 방향과 거의 직교하는 방향으로 상대 이동해서 그 포토마스크에 의한 노광 위치를 보정하는 얼라인먼트 수단과, 상기 제1 촬상 수단에 의해 상기 피노광체 상에 미리 설치된 노광 위치 보정용의 제1 기준 위치가 검출되면, 거기에 기초하여 상기 얼라인먼트 수단의 구동을 제어하고, 상기 제2 촬상 수단에 의해 상기 피노광체 상에 미리 설치된 노광광의 조사 타이밍 추출용의 제2 기준 위치가 검출되면, 거기에 기초하여 상기 노광광의 조사 타이밍을 제어하는 제어 수단을 구비한 것으로 되어 있었다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

일본 특허 출원 공개 제2008-76709호 공보

그러나, 이러한 종래의 노광 장치에 있어서는, 피노광체(기판)에 대하여 주기성이 있는 패턴을 노광하는 경우에는, 기판을 일방향으로 일정 속도로 반송하면서 노광 광의 조사 타이밍을 소정 주기로 제어하는 것만으로 용이하게 행할 수 있지만, 비주기성 패턴의 노광은 곤란했다. 또한, 포토마스크를 기판에 대하여 근접 대향시켜서 노광하는 것이므로, 포토마스크에 조사되는 광원광에 있어서의 시각(콜리메이션 반각)의 존재에 의해, 기판 상의 패턴의 상이 희미해져서 분해능이 저하되어 미세한 패턴을 노광 형성할 수 없다는 우려가 있었다.

이러한 문제에 대해서는, 기판 상에 포토마스크의 상을 결상 렌즈로 축소 투영해서 노광하는 스테퍼 노광 장치를 사용함으로써 대처할 수 있지만, 예를 들면 1m각 이상의 대면적의 기판에 대하여 노광을 행할 경우에는, 사용하는 렌즈 구경이 기판의 크기에 대응하여 커져서 고가가 된다는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은, 이러한 문제점에 대처하여 대면적의 피노광체에 있어서의 비주기성 패턴의 노광을 고해상력으로 행할 수 있는 노광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 노광 장치는, 피노광체를 재치하는 스테이지와 마스크 패턴을 형성한 포토마스크의 사이에서 상기 피노광체의 면 및 상기 포토마스크의 면에 평행한 면내를 이동 가능하게 형성되고, 상기 포토마스크의 마스크 패턴의 등배 정립상을 상기 피노광체 표면에 결상 가능하게 구성한 복수의 렌즈군을 상기 이동 방향과 교차하는 방향에 일정한 배열 피치로 배열해서 복수의 렌즈열을 형성한 복수의 단위 렌즈 조립체를 상기 이동 방향과 교차 방향에 일렬로 배열해서 갖는 렌즈 조립체를 구비해서 구성되고, 상기 각 단위 렌즈 조립체는, 상기 각 렌즈열의 각 렌즈군이 상기 렌즈 조립체의 이동 방향에 대하여 비스듬히 교차하는 축선에 평행하도록 상기 각 렌즈열을 상기 이동 방향과 교차하는 방향에 서로 일정량만 시프트 시켜서 형성하는 동시에, 서로 인접하는 단부를 상기 축선에 평행하게 절제한 구성을 이루고, 또한 상기 각 렌즈열의 렌즈군이 상기 렌즈 조립체의 전체에 걸쳐서 일정한 배열 피치로 배열하도록 배치된 것이다.

이러한 구성에 의해, 복수의 렌즈열의 일정한 배열 피치로 배열한 복수의 렌즈군이 렌즈 조립체의 이동 방향에 대하여 비스듬히 교차하는 축선에 평행하도록 각 렌즈열을 상기 이동 방향과 교차하는 방향에 서로 일정량만 시프트 시켜서 형성하는 동시에, 서로 인접하는 단부를 상기 축선에 평행하게 절제한 구성을 이루는 복수의 단위 렌즈 조립체를 각 렌즈열의 렌즈군이 전체에 걸쳐서 일정한 배열 피치로 배열하도록 일렬로 배치한 렌즈 조립체를, 스테이지에 재치된 피노광체의 면 및 포토마스크의 면에 평행한 면내를 이동시키면서 포토마스크의 마스크 패턴의 등배 정립상을 피노광체 표면에 결상하고, 피노광체에 비주기성 패턴을 노광한다.

또한, 상기 각 단위 렌즈 조립체는, 상기 렌즈 조립체의 이동 방향으로 보아 상기 각 렌즈군의 일부가 중첩되도록 각 렌즈열을 상기 이동 방향과 교차하는 방향에 서로 시프트 시킨 것이다. 이에 의해, 렌즈 조립체의 이동 방향으로 보아 각 렌즈열의 각 렌즈군의 일부가 중첩되도록 서로 인접하는 렌즈열의 한쪽의 렌즈열을 상기 이동 방향과 교차하는 방향에 소정량만 시프트 시켜서 설치한 렌즈 조립체를 이동하면서 포토마스크의 마스크 패턴을 피노광체 상에 노광한다.

또한, 상기 렌즈 조립체는, 투명한 기판의 표리면에 서로 대응시켜서 복수의 볼록 렌즈를 형성한 제1, 제2, 제3 및 제4 렌즈 어레이를 대응하는 각 볼록 렌즈의 광축을 합치시켜서 중첩시키는 동시에, 상기 포토마스크의 마스크 패턴의 중간 도립상을 상기 제2 렌즈 어레이와 상기 제3 렌즈 어레이의 사이에 결상시키도록 구성된 것이다. 이에 의해, 투명한 기판의 표리면에 서로 대응시켜서 복수의 볼록 렌즈를 형성한 제1, 제2, 제3 및 제 4 렌즈 어레이를 대응하는 각 볼록 렌즈의 광축을 합치시켜서 중첩시키는 동시에, 포토마스크의 마스크 패턴의 중간 도립상을 제2 렌즈 어레이와 제3 렌즈 어레이의 사이에 결상시키도록 구성된 렌즈 조립체에 의해, 포토마스크에 형성된 마스크 패턴의 등배 정립상을 피노광체 표면에 결상한다.

그리고, 상기 렌즈 조립체는, 상기 제3 렌즈 어레이의 광의 진행 방향 상류측에 위치하는 볼록 렌즈의 표면에 근접해서 소정 형상의 개구를 갖는 제1 조리개를 설치하고, 단위 렌즈에 의한 노광 영역을 렌즈의 중앙부로 제한한 것이다. 이에 의해, 렌즈 조립체의 제3 렌즈 어레이의 광의 진행 방향 상류측에 위치하는 볼록 렌즈의 표면에 근접해서 설치한 소정 형상의 개구를 갖는 제1 조리개로 단위 렌즈에 의한 노광 영역을 렌즈의 중앙부로 제한한다.

또한, 상기 제1 조리개의 개구는, 평면에서 보아 사각 형상의 개구에 있어서, 상기 렌즈 조립체의 이동 방향으로 보아 인접하는 제1 조리개의 개구의 일부와 겹치는 부분의 면적이 상기 겹침부 전체의 면적의 반이 되도록 그 일부를 차광한 형상을 이루고 있다. 이에 의해, 평면에서 보아 사각 형상의 개구에 있어서, 렌즈 조립체의 이동 방향으로 보아 인접하는 제1 조리개의 개구의 일부와 겹치는 부분의 면적이 겹침부 전체의 면적의 반이 되도록 그 일부를 차광한 형상의 제1 조리개의 개구로 노광 영역을 제한해서 포토마스크의 마스크 패턴을 피노광체 표면에 노광한다. 이 경우, 렌즈 조립체의 이동 방향에 선후해서 존재하는 렌즈군의 겹침 노광에 의해 소정량의 노광을 행한다.

또한, 상기 렌즈 조립체는, 상기 제4 렌즈 어레이의 광의 진행 방향 상류측의 렌즈 표면에 근접해서 광속 직경을 제한하는 제2 조리개를 설치한 것이다. 이에 의해, 제4 렌즈 어레이의 광의 진행 방향 상류측의 렌즈 표면에 근접해서 설치한 제2 조리개로 광속 직경을 제한한다.

그리고, 상기 스테이지는 상기 피노광체를 일방향으로 반송 가능하게 되고, 상기 렌즈 조립체는 상기 스테이지의 이동이 일시적으로 정지된 상태에서 이동하는 것이다. 이에 의해, 피노광체를 일방향으로 반송중인 스테이지를 일시적으로 정지시키고, 이 정지 상태에서 렌즈 조립체를 이동해서 포토마스크의 마스크 패턴을 피노광체 상에 노광한다.

청구항 1에 관한 발명에 따르면, 포토마스크에 형성된 마스크 패턴의 등배 정립상을 피노광체 표면에 결상 가능하게 형성된 렌즈 조립체를 포토마스크의 면에 평행하게 이동하면서 노광할 수 있고, 상기 마스크 패턴이 비주기성 패턴이어도 고해상력으로 노광할 수 있다. 이 경우, 상기 렌즈 조립체는 포토마스크의 사이즈보다도 작은 사이즈가 좋다. 따라서, 대면적의 피노광체에 대응해서 포토마스크의 사이즈가 커져도 사용하는 렌즈 조립체의 사이즈를 작게 할 수 있어 부품 비용을 염가로 할 수 있다. 이에 의해, 장치의 제조 비용을 염가로 할 수 있다. 또한, 렌즈 조립체가 복수의 단위 렌즈 조립체를 일렬로 배열한 것이므로, 복수의 단위 렌즈 조립체를 번갈아서 배열한 것보다도 렌즈 조립체의 이동 거리를 짧게 할 수 있어 노광 공정의 택트를 단축시킬 수 있다.

또한, 청구항 2에 관한 발명에 따르면, 렌즈의 사이즈보다도 사이즈가 큰 마스크 패턴도 도중에서 끊기지 않고 연속해서 연결해서 노광할 수 있다.

또한, 청구항 3에 관한 발명에 따르면, 복수의 단위 렌즈를 면내에 복수 배열한 렌즈 조립체를 용이하게 형성할 수 있다. 따라서, 렌즈 조립체의 제조 비용을 염가로 할 수 있다.

그리고, 청구항 4에 관한 발명에 따르면, 렌즈의 수차의 영향을 배제해서 포토마스크의 마스크 패턴의 등배 정립상을 피노광체 표면에 고정밀도로 결상시킬 수 있다. 따라서, 노광 패턴의 형성 정밀도를 향상할 수 있다.

또한, 청구항 5에 관한 발명에 따르면, 노광 패턴을 연결하기 위해서 겹침 노광을 한 경우에도 오버 노광을 방지할 수 있다. 따라서, 노광 패턴의 형성 정밀도를 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 청구항 6에 관한 발명에 따르면, 광속 직경을 제한할 수 있어 렌즈 조립체의 렌즈군에 의한 해상력을 보다 향상시킬 수 있다.

그리고, 청구항 7에 관한 발명에 따르면, 피노광체를 연속해서 공급하면서 노광을 행할 수 있어 노광 처리의 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 노광 장치의 실시 형태를 나타내는 정면도이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 노광 장치에 사용하는 박막 트랜지스터용 기판을 도시하는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 노광 장치에 사용하는 신호 단자용 포토마스크의 일구성예를 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 노광 장치에 사용하는 신호 단자용 렌즈 조립체의 일구성예를 나타내는 평면도이다.
도 6은 상기 신호 단자용 렌즈 조립체의 신호 단자용 단위 렌즈 조립체의 일구성예를 나타내는 도면이며, (a)는 평면도, (b)는 정면도이다.
도 7은 상기 신호 단자용 단위 렌즈 조립체의 렌즈군의 제1 조리개의 개구에 대해서 설명하는 평면도이다.
도 8은 상기 신호 단자용 렌즈 조립체의 이동 방향에 인접하는 2개의 렌즈군에 의한 노광을 도시하는 설명도이다.
도 9는 상기 제1 조리개의 개구의 다른 형상을 도시하는 평면도이다.
도 10은 본 발명의 노광 장치에 사용하는 주사 단자용 포토마스크의 일구성예를 나타내는 평면도이다.
도 11은 본 발명의 노광 장치에 사용하는 주사 단자용 렌즈 조립체의 주사 단자용 단위 렌즈 조립체의 일구성예를 나타내는 도면이며, (a)는 평면도, (b)는 정면도이다.
도 12는 상기 신호 단자용 렌즈 조립체 및 주사 단자용 렌즈 조립체의 조립 조정에 대해서 도시하는 설명도이다.
도 13은 단위 렌즈 조립체를 일렬로 배열하여 구성한 신호 단자용 렌즈 조립체 및 주사 단자용 렌즈 조립체의 이동 거리에 대해서 도시하는 설명도이다.
도 14는 단위 렌즈 조립체를 번갈아서 배열하여 구성한 신호 단자용 렌즈 조립체 및 주사 단자용 렌즈 조립체의 이동 거리에 대해서 도시하는 설명도이다.
도 15는 1장의 포토마스크에 복수종의 마스크 패턴을 형성한 예를 나타내는 개략 평면도이며, (a)는 신호 단자용 포토마스크의 예를 나타내고, (b)는 주사 단자용 포토마스크의 예를 나타낸다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 첨부 도면에 기초해서 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 노광 장치의 실시 형태를 도시하는 정면도이며, 도 2는 도 1의 평면도이다. 이 노광 장치는, 대면적의 피노광체에 있어서의 비주기성 패턴의 노광을 고해상력으로 행할 수 있도록 하는 것으로, 반송 수단(1)과 제1 노광 광학 유닛(2)과 제2 노광 광학 유닛(3)을 구비하고 있다. 또한, 이하의 설명에 있어서는, 피노광체가 표시 장치의 박막 트랜지스터(이하 「TFT」라고 한다)용 기판인 경우에 대해서 설명한다.

도 3은 본 발명에 사용하는 TFT용 기판(4)의 평면도이며, 다른 노광 장치에 의해 표시 영역(5) 내에 복수의 신호선 및 주사선의 노광 패턴이 소정 주기로 종횡으로 교차해서 형성된 것이다. 또한, 표시 영역(5)의 외측에서 같은 도면에 파선으로 둘러싸서 나타내는 영역(6)은, 복수의 신호선과 외부에 설치된 신호측 구동 회로와 접속하기 위한 신호측 단자를 형성하는 영역이며, 영역(7)은, 복수의 주사선과 외부에 설치된 주사측 구동 회로와 접속하기 위한 주사측 단자를 형성하는 영역이다.

상기 반송 수단(1)은 스테이지(8)의 상면에 감광성 수지를 도포한 TFT용 기판(4)을 재치해서 일방향(도 1에 나타내는 화살표 A방향)으로 반송하는 것이며, 예를 들면 모터와 기어 등을 조합해서 구성한 이동 기구에 의해 스테이지(8)를 이동하도록 되어 있다. 또는, 스테이지(8)의 표면에 기체의 분출구 및 흡인구를 구비하고, 기체의 분출력 및 흡인력을 밸런스 시켜서 TFT용 기판(4)을 스테이지(8) 상에 소정량만 부상시킨 상태로 반송하는 것이어도 된다. 그리고, 반송 수단(1)에는 스테이지(8)의 이동 거리를 검출하기 위한 위치 센서(도시 생략)가 설치되어 있다.

상기 반송 수단(1)의 상방에는 제1 노광 광학 유닛(2)이 설치되어 있다. 이 제1 노광 광학 유닛(2)은, TFT용 기판(4)의 영역(6)에 신호측 단자의 패턴을 노광하기 위한 것이며, 광원 장치(9)와 신호 단자용 포토마스크(10)와 신호 단자용 렌즈 조립체(11)와 이동 수단(12)을 구비해서 구성되어 있다.

여기서, 상기 광원 장치(9)는, 후술하는 신호 단자용 포토마스크(10)에 균일한 휘도 분포를 갖는 광원광의 평행광을 조사시키는 것이며, 예를 들면 초고압 수은 램프나 크세논 램프 등으로 이루어지는 광원과, 이 광원으로부터 방사된 광원광의 휘도 분포를 균일화시키는 예를 들면 포토 인테그레이터와, 휘도 분포가 균일화된 광원광을 평행광으로 하는 컨덴서 렌즈를 구비해서 구성되어 있다.

또한, 상기 광원 장치(9)로부터 방사되는 광원광의 하류측에는 신호 단자용 포토마스크(10)가 설치되어 있다. 이 신호 단자용 포토마스크(10)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 투명한 기판 표면에 신호측 단자와 동일한 형상의 신호 단자용 마스크 패턴(13)을 형성한 것이며, 신호 단자용 마스크 패턴(13)을 형성한 면을 하측으로 해서 도시 생략의 마스크 스테이지에 유지되어 있다. 또한, 신호 단자용 포토마스크(10)는, 사용하는 감광성 수지의 종류에 따라 포지티브형과 네가티브형으로 분류되지만, 여기에서는 포지티브형인 경우에 대해서 설명한다. 따라서, 신호 단자용 마스크 패턴(13)은 불투명한 막으로 형성되어 있고, 신호 단자용 마스크 패턴(13)의 외측 영역을 광이 투과하도록 되어 있다.

상기 신호 단자용 포토마스크(10)와 반송 수단(1)의 스테이지(8)의 사이에는 신호 단자용 렌즈 조립체(11)가 설치되어 있다. 이 신호 단자용 렌즈 조립체(11)는 신호 단자용 포토마스크(10)에 형성된 신호 단자용 마스크 패턴(13)의 등배 정립상을 TFT용 기판(4) 표면에 결상시키는 것으로, 신호 단자용 포토마스크(10) 및 스테이지(8)에 평행한 면내를 후술하는 이동 수단(12)에 의해 도 2에 화살표 A로 나타내는 기판 반송 방향과 역방향(도 2에서 화살표 B방향)으로 이동 가능하게 형성되고, 도 5에 도시한 바와 같이 복수의 신호 단자용 단위 렌즈 조립체(11A, 11B, 11C)를 상기 이동 방향(화살표 B방향)과 교차 방향에 일렬로 배열한 구성을 갖는 것이다.

여기서, 상기 신호 단자용 단위 렌즈 조립체(11A 내지 11C)는, 신호 단자용 포토마스크(10)의 법선 방향에, 도 6(b)에 도시한 바와 같이 복수의 볼록 렌즈(마이크로 렌즈)(14a 내지 14h)를 배치해서 구성한 렌즈군(15)을 신호 단자용 포토마스크(10) 및 스테이지(8)의 면에 평행한 면내에서 상기 이동 방향(화살표 B방향)과 교차하는 방향에 일정한 배열 피치로 배열해서 복수의 렌즈열(16)을 형성한 것이며, 도 5에 도시한 바와 같이 각 렌즈열(16)의 각 렌즈군(15)이 신호 단자용 렌즈 조립체(11)의 이동 방향(화살표 B방향)에 대하여 비스듬히 교차하는 축선(O-O)에 평행하도록 각 렌즈열(16)을 화살표 B방향과 교차하는 방향에 서로 일정량만 시프트 시켜서 형성하는 동시에, 서로 인접하는 단부(11Aa, 11Ba, 11Bb, 11Ca)를 상기 축선(O-O)에 평행하게 절제한 구성을 이루고, 또한 각 렌즈열(16)의 렌즈군(15)이 신호 단자용 렌즈 조립체(11)의 전체에 걸쳐서 일정한 배열 피치로 배열하도록 배치된 것이다.

보다 구체적으로는, 신호 단자용 단위 렌즈 조립체(11A 내지 11C)는, 도 6(a)에 도시한 바와 같이, 신호 단자용 렌즈 조립체(11)의 이동 방향(화살표 B방향)에 대하여 직교 방향에 복수의 렌즈군(15)을 피치P₁(예를 들면 150μm 피치)으로 배열한 렌즈열(16)을 화살표 B로 나타내는 이동 방향에 피치P₂(예를 들면 150μm 피치)로 3열 설치하는 동시에, 상기 이동 방향(화살표 B방향)으로 보아 각 렌즈열(16)의 각 렌즈군(15)의 일부가 중첩되도록 서로 인접하는 렌즈열(16)의 한쪽의 렌즈열(16)을 렌즈군(15)의 배열 방향에, 복수의 렌즈군(15)의 배열 피치P₁의 1/n(n은 2 이상의 정수이며, 도 6에서는 n=3로 나타낸다)만큼 시프트 시켜서 설치한 것으로 되어 있다.

또한, 각 신호 단자용 단위 렌즈 조립체(11A 내지 11C)는, 도 6(b)에 도시한 바와 같이, 투명한 기판(17)의 표리면에 서로 대응시켜서 복수의 볼록 렌즈(14)를 형성한 제1, 제2, 제3 및 제 4의 렌즈 어레이(18a 내지 18d)를 대응하는 각 볼록 렌즈(14)의 광축을 합치시킨 상태로 중첩시켜서 접합하는 동시에, 신호 단자용 포토마스크(10)의 신호 단자용 마스크 패턴(13)의 중간 도립상을 제2 렌즈 어레이(18b)와 제3 렌즈 어레이(18c)의 사이에 결상시키도록 구성된 것이다. 이 경우, 서로 광축을 합치시켜서 배열한 8개의 볼록 렌즈(14a 내지 14h)로 렌즈군(15)을 구성하고 있다.

여기서, 렌즈군(15)의 각 볼록 렌즈(14)의 기능에 대해서 설명한다. 우선, 제1 렌즈 어레이(18a)의 전방측 볼록 렌즈(14a)는, 신호 단자용 포토마스크(10)를 통과한 노광광의 렌즈군(15) 내에의 흡수량을 늘리기 위해서 입사하는 광의 주 광선을 제1 렌즈 어레이(18a)의 후방측 볼록 렌즈(14b)의 면 상에 집광하는 역할을 하는 필드 렌즈이다. 또한, 제1 렌즈 어레이(18a)의 후방측 볼록 렌즈(14b)와 제2 렌즈 어레이(18b)의 전방측 볼록 렌즈(14c)는, 협동해서 신호 단자용 포토마스크(10)의 신호 단자용 마스크 패턴(13)의 상을 제2 렌즈 어레이(18b)와 제3 렌즈 어레이(18c)의 사이에 결상시켜서 신호 단자용 마스크 패턴(13)의 중간 도립상을 생성시키는 역할을 하는 결상 렌즈이다. 또한, 제2 렌즈 어레이(18b)의 후방측 볼록 렌즈(14d)는, 입사하는 광의 주 광선을 광축에 평행하게 하는 역할을 하는 필드 렌즈이다. 또한, 제3 렌즈 어레이(18c)의 전방측 볼록 렌즈(14e)는, 입사하는 광의 주 광선을 제3 렌즈 어레이(18c)의 후방측 볼록 렌즈(14f)의 면 상에 집광하는 역할을 하는 필드 렌즈이다. 또한, 제3 렌즈 어레이(18c)의 후방측 볼록 렌즈(14f)와 제4 렌즈 어레이(18d)의 전방측 볼록 렌즈(14g)는, 협동해서 신호 단자용 마스크 패턴(13)의 중간 도립상을 TFT용 기판(4)면 상에 결상시켜서 신호 단자용 마스크 패턴(13)의 정립상을 생성시키는 역할을 하는 결상 렌즈이다. 그리고, 제4 렌즈 어레이(18d)의 후방측 볼록 렌즈(14h)는, 입사하는 광의 주 광선을 광축에 평행하게 하는 역할을 하는 필드 렌즈이다. 이에 의해, 렌즈군(15)에 의해 신호 단자용 포토마스크(10)의 신호 단자용 마스크 패턴(13)의 등배 정립상을 TFT용 기판(4) 표면에 결상시킬 수 있다.

또한, 각 신호 단자용 단위 렌즈 조립체(11A 내지 11C)는, 도 6(b)에 도시한 바와 같이, 제3 렌즈 어레이(18c)의 전방측 볼록 렌즈(14e)의 표면에 근접해서 소정 형상의 개구(20)를 갖는 제1 조리개(19)를 설치하고, 렌즈군(15)에 의한 노광 영역을 렌즈의 중앙부로 제한하도록 되어 있다. 이에 의해, 렌즈의 수차의 영향을 배제해서 신호 단자용 포토마스크(10)의 신호 단자용 마스크 패턴(13)을 고분해력으로 노광할 수 있다.

이 경우, 제1 조리개(19)의 개구(20)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 4개의 각 부(21a, 21b, 21c, 21d)를 갖는 평면에서 보아 사각 형상의 개구에 있어서, 신호 단자용 렌즈 조립체(11)의 이동 방향(화살표 B방향)으로 보아 인접하는 제1 조리개(19)의 개구(20)의 일부와 겹치는 부분(이하 「오버랩부(22)」라고 한다)에 대응하는 부분의 면적이 오버랩부(22)의 전체 면적의 반이 되도록 그 일부를 차광한 형상을 이루고 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 도 6(a)에 도시한 바와 같이, 제1 조리개(19)의 개구(20)의 형상은 렌즈열(16)의 중심선 상에 모서리부를 갖는 6각형으로 되어 있다. 이에 의해, 제1 조리개(19)의 개구(20)의 상기 오버랩부(22)에 대응하는 부분의 면적이 오버랩부(22)의 전체 면적의 반이 되고, 오버랩부(22)에 대응하는 영역의 평균 노광량이 필요한 노광량의 반이 된다. 따라서, 이 오버랩부(22)에 대응하는 영역은, 신호 단자용 렌즈 조립체(11)의 이동 방향(화살표 B방향)에 선후해서 존재하는 2개의 렌즈군(15)의 겹침 노광에 의해 일정량의 노광이 행해지게 된다. 그 때문에, 오버랩부(22)에 대응하는 영역이 오버 노광될 우려가 없다.

여기서, 도 8을 참조하여, 신호 단자용 렌즈 조립체(11)의 이동중에 상기 오버랩부(22)에 대응하는 영역이 노광되는 모습을 보다 상세하게 설명한다.

도 8(a)는 신호 단자용 렌즈 조립체(11)의 이동 방향(화살표 B방향)에 선후해서 존재하는 렌즈군(15)을 도시하는 평면도이다. 또한, 같은 도면 (b)는 같은 도면 (a)에 있어서 오버랩부(22) 밖에 대응하는 점O의 노광을 도시하는 설명도이다. 이 경우, 점O는 제1 조리개(19)의 개구(20)에 의해 제한되어 t₁부터 노광이 개시되고 t₂에서 노광이 완료한다. 이에 의해, 점O는 상기 t₁ 내지 t₂의 기간에서 일정 광량의 광에 노출되어 일정 깊이의 노광이 행해지게 된다.

한편, 도 8(c)는 오버랩부(22)에 대응하는 점P의 노광을 도시하는 설명도이다. 이 경우, 점P는 제1 조리개(19)의 개구(20)의 오버랩부(22)에 대응하는 부분에 의해 제한되어 t₃부터 노광이 개시되고 t₄에서 노광이 일단 종료한 후, 후속의 제1 조리개(19)의 개구(20)의 오버랩부(22)에 대응한 부분에 의해 제한되어 t₅부터 노광이 재개하고 t₆에서 노광이 완료한다. 이에 의해, 점P는 상기 t₃ 내지 t₄, t₅ 내지 t₆의 기간에서 일정 광량의 광에 노출되어 일정 깊이의 노광이 행해지게 된다.

또한, 도 8(d)는 오버랩부(22)에 대응하는 점Q의 노광을 도시하는 설명도이다. 이 경우, 점Q는 제1 조리개(19)의 개구(20)의 오버랩부(22)에 대응하는 부분에 의해 제한되어 t₇부터 노광이 개시되고 t₈에서 노광이 일단 종료한 후, 후속의 제1 조리개(19)의 개구(20)의 오버랩부(22)에 대응하는 부분에 의해 제한되어 t₉부터 노광이 재개하고 t₁₀에서 노광이 완료한다. 이에 의해, 점Q는 상기 t₇ 내지 t₈, t₉ 내지 t₁₀의 기간에서 일정 광량의 광에 노출되어 일정 깊이의 노광이 행해지게 된다.

또한, 제1 조리개(19)의 개구(20)의 형상은, 상기 6각형에 한정되지 않고 개구(20)의 오버랩부(22)에 대응하는 부분의 면적이 오버랩부(22)의 전체 면적의 반이 되도록 그 일부를 차광한 것이면, 예를 들면 도 9에 도시한 바와 같이 사다리꼴 형상 등 어떠한 형상이어도 된다.

또한, 각 신호 단자용 단위 렌즈 조립체(11A 내지 11C)는, 도 6(b)에 도시한 바와 같이, 제4 렌즈 어레이(18d)의 광의 진행 방향 상류측의 볼록 렌즈(14g)의 표면에 근접해서 제1 조리개(19)의 개구(20)에 대응한 타원 형상의 개구를 갖는 제2 조리개(38)를 설치하고, 렌즈군(15)을 통과하는 광의 광속 직경을 제한하도록 되어 있다.

또한, 각 신호 단자용 단위 렌즈 조립체(11A 내지 11C)는, 제1 렌즈 어레이(18a)의 전방측 볼록 렌즈(14a)의 주위를 차광하는 동시에, 도 6(a)에 있어서 2개의 파선에 끼워져 있었던 렌즈 형성 영역 외의 부분에서 같은 도면에 화살표 B로 나타내는 이동 방향(화살표 A와 반대 방향) 전후의 영역의 같은 방향의 폭(w₁)을 적어도 신호 단자용 포토마스크(10)의 신호 단자용 마스크 패턴(13) 형성 영역의 화살표 A방향의 폭(W₁(도 4 참조))과 동일해지도록 형성하고 있다. 이에 의해, 신호 단자용 렌즈 조립체(11)의 이동 개시 전 및 이동 완료 후에 있어서 신호 단자용 포토마스크(10)를 통과하는 광을 완전하게 차광할 수 있게 되어 있다.

상기 신호 단자용 렌즈 조립체(11)를 이동 가능하게 이동 수단(12)이 설치되어 있다. 이 이동 수단(12)은 신호 단자용 렌즈 조립체(11)를 신호 단자용 포토마스크(10) 및 스테이지(8)에 평행한 면내를 도 1에서 화살표 B방향으로 이동시키는 것이며, 예를 들면 전자 액튜에이터나 전동 스테이지 등이다.

상기 스테이지(8)의 상방에서 제1 노광 광학 유닛(2)의 기판 반송 방향 전방측에는 제2 노광 광학 유닛(3)이 설치되어 있다. 이 제2 노광 광학 유닛(3)은, TFT용 기판(4)의 영역(7)에 주사측 단자의 패턴을 노광하기 위한 것이며, 광원 장치(23)와 주사 단자용 포토마스크(24)와 주사 단자용 렌즈 조립체(25)와 이동 수단(26)을 구비해서 구성되어 있다.

여기서, 상기 광원 장치(23)는, 후술하는 주사 단자용 포토마스크(24)에 균일한 휘도 분포를 갖는 광원광의 평행광을 조사시키는 것이며, 제1 노광 광학 유닛(2)의 광원 장치(9)와 마찬가지로, 예를 들면 초고압 수은 램프나 크세논 램프 등으로 이루어지는 광원과, 이 광원으로부터 방사된 광원광의 휘도 분포를 균일화시키는 예를 들면 포토 인테그레이터와, 휘도 분포가 균일화된 광원광을 평행광으로 하는 컨덴서 렌즈를 구비하고 있다.

또한, 상기 광원 장치(23)로부터 방사되는 광원광의 하류측에는 주사 단자용 포토마스크(24)가 설치되어 있다. 이 주사 단자용 포토마스크(24)는, 도 10에 도시한 바와 같이, 투명한 기판 표면에 주사측 단자와 동일한 형상의 주사 단자용 마스크 패턴(27)을 형성한 것이며, 주사 단자용 마스크 패턴(27)을 형성한 면을 하측으로 해서 도시 생략의 마스크 스테이지에 유지되어 있다. 또한, 주사 단자용 포토마스크(24)는, 신호 단자용 마스크 패턴(13)과 마찬가지로, 사용하는 감광성 수지의 종류에 따라 포지티브형과 네가티브형으로 분류되지만, 여기에서는 포지티브형의 경우에 대해서 설명한다. 따라서, 주사 단자용 마스크 패턴(27)은 불투명한 막으로 형성되어 있고, 주사 단자용 마스크 패턴(27)의 외측 영역을 광이 투과하도록 되어 있다.

상기 주사 단자용 포토마스크(24)와 반송 수단(1)의 스테이지(8)의 사이에는 주사 단자용 렌즈 조립체(25)가 설치되어 있다. 이 주사 단자용 렌즈 조립체(25)는, 주사 단자용 포토마스크(24)에 형성된 주사 단자용 마스크 패턴(27)의 등배 정립상을 TFT용 기판(4) 표면에 결상시키는 것으로, 주사 단자용 포토마스크(24) 및 스테이지(8)에 평행한 면내를 후술하는 이동 수단(26)에 의해 도 2에 화살표 A로 나타내는 기판 반송 방향과 교차 방향(도 2에서 화살표 C방향)으로 이동 가능하게 형성되고, 주사 단자용 포토마스크(24)의 법선 방향에 도 11(b)에 도시한 바와 같이 복수의 볼록 렌즈(마이크로 렌즈)(28a 내지 28h)를 배치해서 구성한 렌즈군(29)을 주사 단자용 포토마스크(24) 및 스테이지(8)의 면에 평행한 면내에서 상기 이동 방향(화살표 C방향)과 교차하는 방향에 일정한 배열 피치로 배열해서 복수의 렌즈열(30)을 형성한 복수의 주사 단자용 단위 렌즈 조립체(25A, 25B, 25C)를 상기 이동 방향(화살표 C방향)과 교차 방향에 일렬로 배열해서 갖는 것이다(도 2 참조).

그리고, 도 5에 도시하는 신호 단자용 렌즈 조립체(11)와 마찬가지로, 각 주사 단자용 단위 렌즈 조립체(25A 내지 25C)는, 각 렌즈열(30)의 각 렌즈군(29)이 주사 단자용 렌즈 조립체(25)의 이동 방향(화살표 C방향)에 대하여 비스듬히 교차하는 축선에 평행하도록 각 렌즈열(30)을 화살표 C와 교차하는 방향에 서로 일정량만 시프트 시켜서 형성하는 동시에, 서로 인접하는 단부(25Aa, 25Ba 및 25Bb, 25Ca)(도 2 참조)를 상기 축선에 평행하게 절제한 구성을 이루고, 또한 각 렌즈열(30)의 렌즈군(29)이 주사 단자용 렌즈 조립체(25)의 전체에 걸쳐서 일정한 배열 피치로 배열하도록 배치된 것이다.

보다 구체적으로는, 상기 각 주사 단자용 렌즈 조립체(25A 내지 25C)는, 도 11(a)에 도시한 바와 같이, 주사 단자용 렌즈 조립체(25)의 이동 방향(같은 도면에 나타내는 화살표 C방향)에 대하여 교차하는 방향에 복수의 렌즈군(29)을 피치P₃(예를 들면 150μm 피치)으로 배열한 렌즈열(30)을 화살표 C로 나타내는 이동 방향에 피치P₄(예를 들면 150μm 피치)로 3열 설치하는 동시에, 상기 이동 방향(화살표 C방향)으로 보아 각 렌즈열(30)의 각 렌즈군(29)의 일부가 중첩되도록 서로 인접하는 렌즈열(30)의 한쪽의 렌즈열(30)을 렌즈군(29)의 배열 방향에, 복수의 렌즈군(29)의 배열 피치P₃의 1/m(m은 2 이상의 정수이며, 도 10에서는 m=3로 나타낸다)만큼 시프트 시켜서 설치한 것으로 되어 있다.

또한, 각 주사 단자용 렌즈 조립체(25A 내지 25C)는, 도 11(b)에 도시한 바와 같이, 투명한 기판의 표리면에 서로 대응시켜서 복수의 볼록 렌즈(28)를 형성한 제1, 제2, 제3 및 제 4의 렌즈 어레이(31a 내지 31d)를 대응하는 각 볼록 렌즈(28)의 광축을 합치시킨 상태로 중첩시켜서 접합하는 동시에, 주사 단자용 포토마스크(24)의 주사 단자용 마스크 패턴(27)의 중간 도립상을 제2 렌즈 어레이(31b)와 제3 렌즈 어레이(31c)의 사이에 결상시키도록 구성된 것이다. 이 경우, 서로 광축을 합치시켜서 배열한 8개의 볼록 렌즈(28a 내지 28h)로 렌즈군(29)을 구성하고 있다. 또한, 주사 단자용 렌즈 조립체(25)의 구성은, 제1 노광 광학 유닛(2)의 신호 단자용 단위 렌즈 조립체(11A 내지 11C)의 구성과 동일하므로, 여기서는 렌즈군(29)의 구체적 구성 및 각 볼록 렌즈(28)의 기능의 설명을 생략한다. 또한, 도 11에 있어서, 부호 32는 제1 조리개를 나타내고, 부호 33은 제1 조리개(32)의 개구를 나타내고, 부호 34는 제2 조리개를 나타낸다.

또한, 각 주사 단자용 렌즈 조립체(25A 내지 25C)는, 제1 렌즈 어레이(31a)의 전방측 볼록 렌즈(28a)의 주위를 차광하는 동시에, 도 11(a)에 있어서 2개의 파선에 끼워져 있었던 렌즈 형성 영역 외의 부분에서 같은 도면에 화살표 C로 나타내는 이동 방향 전후의 영역의 같은 방향의 폭(w₂)을 적어도 주사 단자용 포토마스크(24)의 주사 단자용 마스크 패턴(27) 형성 영역의 화살표 A와 직교 방향의 폭(W₂)(도 10 참조)과 동일해지도록 형성하고 있다. 이에 의해, 주사 단자용 렌즈 조립체(25)의 이동 개시 전 및 이동 완료 후에 있어서 주사 단자용 포토마스크(24)를 통과하는 광을 완전하게 차광할 수 있도록 되어 있다.

상기 주사 단자용 렌즈 조립체(25)를 이동 가능하게 이동 수단(26)이 설치되어 있다. 이 이동 수단(26)은 주사 단자용 렌즈 조립체(25)를 주사 단자용 포토마스크(24) 및 스테이지(8)에 평행한 면내를 도 2에서 화살표 C방향으로 이동시키는 것이며, 예를 들면 전자 액튜에이터나 전동 스테이지 등이다.

다음으로, 이와 같이 구성된 노광 장치의 동작에 대해서 설명한다.

우선, 따로 설치한 렌즈 조립체의 조립 조정 장치에 의해, 각 단위 렌즈 조립체의 면이 기판면에 대하여 허용값 내에서 평행해지도록 조립 조정이 된다. 구체적인 그 조정을 도 12를 참조하여 설명한다. 여기에서는, 신호 단자용 렌즈 조립체(11)의 조립 조정에 대해서 설명하고, 주사 단자용 렌즈 조립체(25)의 조립 조정에 대해서는 동일하게 해서 행하면 좋으므로 설명을 생략한다.

우선, 복수의 기준 마크(35a, 35b…)를 일정한 배열 피치P(P₁의 정수배)로 일직선으로 배열해서 형성한 기준 기판(36) 상에 신호 단자용 렌즈 조립체(11)를 대향 배치한다. 다음으로, 신호 단자용 단위 렌즈 조립체(11A) 중 어느 하나의 렌즈군(15)을 개재해서 현미경(37)으로 기준 마크(35a)를 촬상하고, 신호 단자용 렌즈 조립체(11)를 수평면 내를 이동해서 현미경(37)의 시야 중심으로 기준 마크(35a)를 위치 결정한다. 계속해서, 현미경(37)을 상기 기준 마크(35a, 35b)의 배열 피치P와 동일한 치수P만큼 기준 마크(35a, 35b)의 배열 방향으로 수평 이동하고, 신호 단자용 단위 렌즈 조립체(11B)의 렌즈군(15)을 개재해서 2번째의 기준 마크(35b)를 관찰한다. 그리고, 현미경(37)의 시야 중심에 상기 2번째의 기준 마크(35b)를 위치 결정할 수 있도록 신호 단자용 단위 렌즈 조립체(11B)를 도 12에 나타내는 예를 들면 화살표 D방향으로 이동하고, 그 후 고정한다. 이하, 신호 단자용 단위 렌즈 조립체(11C)에 대해서도 마찬가지로 해서 조정을 행한다. 이에 의해, 신호 단자용 렌즈 조립체(11)의 각 렌즈군(15)이 도 5에 화살표 B로 나타내는 이동 방향과 교차하는 방향에 배열 피치P₁으로 일직선 형상으로 배열하게 된다.

상기한 바와 같이 해서 조립 조정된 신호 단자용 렌즈 조립체(11) 및 주사 단자용 렌즈 조립체(25)를 각각 제1 노광 광학 유닛(2)및 제 2의 노광 광학 유닛(3)에 셋팅한다. 이에 의해, 노광 준비가 갖추어진다.

다음으로, 다른 노광 장치에 의해 표시 영역(5)에 미리 신호선 및 주사선의 노광 패턴이 형성된 TFT용 기판(4)을 스테이지(8) 상의 소정 위치에 위치 결정해서 재치한 후, 반송 수단(1)을 구동해서 스테이지(8)를 도 1의 화살표 A방향으로 일정 속도로 이동하고, TFT용 기판(4)을 동일한 방향으로 반송한다. 이 때, 제1 및 제 2의 노광 광학 유닛(2, 3)의 광원은 점등되어 있다.

계속해서, 제1 노광 광학 유닛(2)에 대하여 기판 반송 방향과 반대측에 일정 거리 떨어져서 설치된 도시 생략의 촬상 수단에 의해 TFT용 기판(4)에 미리 설치된 도시 생략의 기준 마크를 검출하고, 그 기준 마크의 검출 시각에 있어서의 상기 스테이지(8)의 위치를 기준으로 하여 위치 센서에 의해 스테이지(8)의 이동 거리를 계측한다. 그리고, 스테이지(8)가 미리 설정된 거리만큼 이동해서 TFT용 기판(4)의 신호측 단자 형성 영역(6)이 제1 노광 광학 유닛(2)의 신호 단자용 포토마스크(10)의 바로 아래에 도달하면 스테이지(8)의 이동이 정지된다.

또한, 제1 노광 광학 유닛(2)의 이동 수단(12)이 구동해서 신호 단자용 렌즈 조립체(11)의 도 1에서 화살표 B방향으로의 이동이 개시되고, 같은 방향으로 연속적으로 이동하는 복수의 렌즈군(15)(도 5 참조)에 의해 도 4에 도시하는 신호 단자용 포토마스크(10)의 신호 단자용 마스크 패턴(13)의 등배 정립상이 TFT용 기판(4)면 상에 투영되고, 신호측 단자의 노광 패턴이 TFT용 기판(4)의 신호측 단자 형성 영역(6)에 형성된다.

이 때, 도 7에 도시한 바와 같이, 렌즈군(15)의 제1 조리개(19)의 개구(20)에 의해 제한된 노광 영역에서 오버랩부(22)에 대응한 영역은, 같은 도면에서 화살표 B로 나타내는 신호 단자용 렌즈 조립체(11)의 이동 방향에 선후해서 존재하는 2개의 렌즈군(15)에 의해 겹침 노광된다. 이에 의해, 신호측 단자의 노광 패턴이 도중에서 끊기지 않고 연속적으로 연결되게 된다. 이 경우, 제1 조리개(19)의 개구(20)에 있어서 오버랩부(22)에 대응한 부분은, 그 면적이 오버랩부(22)의 전면적의 반이 되도록 형성되어 있으므로, 상기 2개의 렌즈군(15)의 겹침 노광에 의해 일정 깊이의 노광이 행해져서 오버 노광될 우려가 없다.

신호 단자용 렌즈 조립체(11)가 소정 거리만큼 이동하여 TFT용 기판(4)의 신호측 단자 형성 영역(6)에 신호 단자용 마스크 패턴(13)의 전 노광 패턴이 형성되면, 이동 수단(12)이 정지하는 동시에 스테이지(8)가 이동을 개시하여 TFT용 기판(4)의 반송이 재개된다.

또한, TFT용 기판(4)이 일정 거리만큼 이동해서 TFT용 기판(4)의 주사측 단자 형성 영역(7)이 제2 노광 광학 유닛(3)의 주사 단자용 포토마스크(24)의 바로 아래에 도달하면 스테이지(8)의 이동이 정지된다.

계속해서, 제2 노광 광학 유닛(3)의 이동 수단(26)이 구동해서 주사 단자용 렌즈 조립체(25)의 도 2에서 화살표 C방향으로의 이동이 개시되고, 같은 방향으로 연속적으로 이동하는 복수의 렌즈군(29)(도 11 참조)에 의해 도 10에 도시하는 주사 단자용 포토마스크(24)의 주사 단자용 마스크 패턴(27)의 등배 정립상이 TFT용 기판(4)면 상에 투영되고, 주사측 단자의 노광 패턴이 TFT용 기판(4)의 주사측 단자 형성 영역(7)에 형성된다.

이 때, 렌즈군(29)의 제1 조리개(32)의 개구(33)에 의해 제한된 노광 영역에서 오버랩부에 대응한 영역은, 도 7에 도시하는 제1 노광 광학 유닛(2)의 신호 단자용 렌즈 조립체(11)의 경우와 마찬가지로, 도 11에서 화살표 C로 나타내는 주사 단자용 렌즈 조립체(25)의 이동 방향에 선후해서 존재하는 2개의 렌즈군(29)에 의해 겹침 노광된다. 이에 의해, 주사측 단자의 노광 패턴이 도중에서 끊기지 않고 연속적으로 연결되게 된다. 이 경우, 제1 조리개(32)의 개구(33)에 있어서 오버랩부에 대응한 부분은, 제1 노광 광학 유닛(2)의 제1 조리개(19)와 마찬가지로, 그 면적이 오버랩부의 전면적의 반이 되도록 형성되어 있으므로, 상기 2개의 렌즈군(29)의 겹침 노광에 의해 일정 깊이의 노광이 행해져서 오버 노광될 우려가 없다.

그리고, 주사 단자용 렌즈 조립체(25)가 일정 거리만큼 이동하여 TFT용 기판(4)의 주사측 단자 형성 영역(7)에 주사 단자용 마스크 패턴(27)의 전 노광 패턴이 형성되면, 이동 수단(26)이 정지해서 TFT용 기판(4)에 대한 노광이 모두 종료한다. 그 후, 스테이지(8)의 이동이 재개되어 TFT용 기판(4)이 외부에 배출된다.

본 발명에 있어서는, 신호 단자용 렌즈 조립체(11) 및 주사 단자용 렌즈 조립체(25)가 각각 복수의 신호 단자용 단위 렌즈 조립체(11A 내지 11C), 주사 단자용 단위 렌즈 조립체(25A 내지 25C)를 일렬로 배열해서 배치한 구성을 갖는 것이므로, 도 13에 도시하는 각 렌즈 조립체(11, 25)의 이동 거리(L₁)는, 신호 단자용 포토마스크(10)의 신호 단자용 마스크 패턴(13) 형성 영역의 화살표 B방향의 폭(W₁)과 신호 단자용 렌즈 조립체(11)의 렌즈 형성 영역의 화살표 B방향의 폭을 가산한 거리, 및 주사 단자용 포토마스크(24)의 주사 단자용 마스크 패턴(27) 형성 영역의 화살표 C방향의 폭(W₂)과 주사 단자용 렌즈 조립체(25)의 렌즈 형성 영역의 화살표 C방향의 폭을 가산한 거리가 된다.

한편, 신호 단자용 렌즈 조립체(11) 및 주사 단자용 렌즈 조립체(25)는, 각각 복수의 신호 단자용 단위 렌즈 조립체(11A 내지 11C), 주사 단자용 단위 렌즈 조립체(25A 내지 25C)를 번갈아서 배열하여 배치한 구성을 갖는 것이어도 된다. 이 경우, 도 14에 도시하는 각 렌즈 조립체(11, 25)의 이동 거리(L₂)는, 신호 단자용 포토마스크(10)의 신호 단자용 마스크 패턴(13) 형성 영역의 화살표 B방향의 폭(W₁)과 신호 단자용 단위 렌즈 조립체(11A) 및 신호 단자용 단위 렌즈 조립체(11B)의 렌즈 형성 영역의 화살표 B방향의 폭을 가산한 거리, 및 주사 단자용 포토마스크(24)의 주사 단자용 마스크 패턴(27) 형성 영역의 화살표 C방향의 폭(W₂)과 주사 단자용 단위 렌즈 조립체(25A) 및 주사 단자용 단위 렌즈 조립체(25B)의 렌즈 형성 영역의 화살표 C방향의 폭을 가산한 거리가 되고, 본 발명의 렌즈 조립체(11, 25)의 이동 거리(L₁)보다도 커진다(L₁<L₂).

이상의 설명에 있어서는, 1개의 포토마스크에 1개의 마스크 패턴이 형성된 것에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 도 15에 도시한 바와 같이, 1개의 포토마스크에 복수종의 마스크 패턴을 형성한 것이어도 된다. 이 경우, 포토마스크의 렌즈 조립체의 이동 방향과 같은 방향으로 이동해서 원하는 마스크 패턴을 선택한다. 또한, 도 15(a)는 신호 단자용 포토마스크(10)를 도시하고, 같은 도면 (b)는 주사 단자용 포토마스크(24)를 도시한다.

또한, 상기 실시 형태에 있어서는, TFT용 기판(4)이 다른 노광 장치에 의해 표시 영역(5) 내에 복수의 신호선 및 주사선의 노광 패턴이 종횡으로 교차해서 형성된 것인 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 제1 노광 광학 유닛(2)에 대하여 기판 반송 방향과 반대측에 일정 거리 떨어져서 상기 신호선 및 주사선의 노광 패턴을 TFT용 기판(4)에 형성하기 위한 제3 노광 광학 유닛을 구비해도 된다. 이 경우, 상기 제3 노광 광학 유닛은, 투명 기판의 일면에 형성된 차광막에, 박막 트랜지스터의 전극 배선이나 신호선 및 주사선과 같은 요구 해상력이 상이한 2종류의 마스크 패턴으로 이루어지는 2개의 마스크 패턴군을 TFT용 기판(4)의 반송 방향에 선후해서 형성하고, 타면에는, 요구 해상력이 상이한 2종류의 마스크 패턴 중에 요구 해상력이 높은 박막 트랜지스터의 전극 배선의 마스크 패턴에 대응하여 상기 마스크 패턴을 TFT용 기판(4) 상에 축소 투영하는 마이크로 렌즈를 형성한 포토마스크를, 마이크로 렌즈측이 TFT용 기판(4)측이 되도록 배치하여 구비하고, 상기 포토마스크에 대하여 광원광을 일정한 시간 간격으로 간헐적으로 조사해서 도 1의 화살표 A 방향에 일정 속도로 반송중의 TFT용 기판(4)에 상기 포토마스크의 2종류의 마스크 패턴을 일정 주기로 노광하도록 구성한 것이 좋다.

여기서 사용하는 포토마스크의 구체적 구성예는, 요구 해상력이 높은 박막 트랜지스터의 전극 배선용 마스크 패턴으로 이루어지는 마스크 패턴군이 TFT용 기판(4)의 반송 방향(화살표 A방향)에 대략 직교하는 방향에 상기 복수의 마스크 패턴을 소정 피치로 일직선으로 배열해서 형성한 복수의 마스크 패턴열을 구비하고, TFT용 기판(4)의 반송 방향 선두측에 위치하는 상기 마스크 패턴열에 의해 형성되는 복수의 노광 패턴의 사이를 후속의 마스크 패턴열에 의해 형성되는 복수의 노광 패턴에 의해 보완 가능하게, 후속의 마스크 패턴열을 상기 복수의 마스크 패턴의 배열 방향에 각각 일정 치수만큼 어긋나게 해서 형성한 것으로 하면 된다.

또한, 상기 실시 형태에 있어서는, TFT 기판(4)을 일방향으로 이동하면서 노광하는 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, TFT 기판(4)을 2차원 평면내를 스텝 이동시켜서 노광해도 된다.

그리고, 이상의 설명에 있어서는, 피노광체가 TFT용 기판(4)인 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 피노광체는 비주기성 패턴을 형성하려고 하는 것이면 어떠한 것이어도 된다.

4 : TFT용 기판
8 : 스테이지
10 : 신호 단자용 포토마스크
11 : 신호 단자용 렌즈 조립체
11A 내지 11C : 신호 단자용 단위 렌즈 조립체
11Aa, 11Ba, 11Bb, 11Ca : 신호 단자용 단위 렌즈 조립체의 인접 단부
13 : 신호 단자용 마스크 패턴
14, 14a 내지 14h, 28, 28a 내지 28h : 볼록 렌즈
15, 29 : 렌즈군
16, 30 : 렌즈열
17a, 31a : 제1 렌즈 어레이
17b, 31b…제2 렌즈 어레이
17c, 31c : 제3 렌즈 어레이
17d, 31d : 제4 렌즈 어레이
19, 32 : 제1 조리개
20, 33 : 개구
22 : 오버랩부(인접하는 제1 조리개의 개구와 겹치는 부분)
23, 34 : 제2 조리개
24 : 주사 단자용 포토마스크
25 : 주사 단자용 렌즈 조립체
25A 내지 25C : 주사 단자용 단위 렌즈 조립체
25Aa, 15Ba, 15Bb, 25Ca : 주사 단자용 단위 렌즈 조립체의 인접 단부
27 : 주사 단자용 마스크 패턴

Claims

피노광체를 재치(載置)하는 스테이지와 마스크 패턴을 형성한 포토마스크 사이에서 상기 피노광체의 면 및 상기 포토마스크의 면에 평행한 면내를 이동 가능하게 형성되고, 상기 포토마스크의 마스크 패턴의 등배 정립상을 상기 피노광체 표면에 결상 가능하게 구성한 복수의 렌즈군을 상기 이동 방향과 교차하는 방향으로 일정한 배열 피치로 배열해서 복수의 렌즈열을 형성한 복수의 단위 렌즈 조립체를 상기 이동 방향과 교차 방향으로 일렬로 배열해서 갖는 렌즈 조립체를 구비해서 구성되고,
상기 각 단위 렌즈 조립체는, 상기 각 렌즈열의 각 렌즈군이 상기 렌즈 조립체의 이동 방향에 대하여 비스듬히 교차하는 축선에 평행하게 배열되도록 상기 각 렌즈열을 상기 이동 방향과 교차하는 방향으로 서로 일정량만큼 시프트시켜서 형성함과 함께, 서로 인접하는 단부를 상기 축선에 평행하게 절제(切除)한 구성을 이루고, 또한 상기 각 렌즈열의 렌즈군이 상기 렌즈 조립체의 전체에 걸쳐서 일정한 배열 피치로 배열되도록 배치된 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제1항에 있어서,
상기 각 단위 렌즈 조립체는, 상기 렌즈 조립체의 이동 방향으로 보아 상기 각 렌즈군의 일부가 겹치도록 각 렌즈열을 상기 이동 방향과 교차하는 방향으로 서로 시프트시킨 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제1항에 있어서,
상기 각 단위 렌즈 조립체는, 투명한 기판의 표리면에 서로 대응시켜서 복수의 볼록 렌즈를 형성한 제1, 제2, 제3 및 제4 렌즈 어레이를 대응하는 각 볼록 렌즈의 광축을 합치시켜서 중첩시킴과 함께, 상기 포토마스크의 마스크 패턴의 중간 도립상을 상기 제2 렌즈 어레이와 상기 제3 렌즈 어레이 사이에 결상시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제3항에 있어서,
상기 각 단위 렌즈 조립체는, 상기 제3 렌즈 어레이의 광의 진행 방향 상류측에 위치하는 볼록 렌즈의 표면에 근접해서 소정 형상의 개구를 갖는 제1 조리개를 설치하여, 렌즈군에 의한 노광 영역을 렌즈의 중앙부로 제한한 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제4항에 있어서,
상기 제1 조리개의 개구는, 평면에서 보아 구형(矩形) 형상의 개구에서 일부를 차광하여, 상기 렌즈 조립체의 이동 방향으로 보아 인접하는 제1 조리개의 개구의 일부와 겹치는 겹침 부분의 면적이 상기 겹침 부분 전체의 면적의 반이 되도록 하는 형상을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제3항에 있어서,
상기 각 단위 렌즈 조립체는, 상기 제4 렌즈 어레이의 광의 진행 방향 상류측의 렌즈 표면에 근접해서 광속 직경을 제한하는 제2 조리개를 설치한 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스테이지는, 상기 피노광체를 일 방향으로 반송 가능하게 되고,
상기 렌즈 조립체는, 상기 스테이지의 이동이 일시적으로 정지된 상태에서 이동하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.