KR102003467B1 - 기판 처짐 변형 조절 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 처짐 변형 조절 장치에 관한 것으로, 기판의 양측단부를 고정한 상태로 기판의 처짐 변형이 발생한 상태에서 기판의 처짐 변형 상태를 조절할 수 있도록 함으로써, 기판의 처짐 변형에 따른 최하단부 위치를 수평 방향으로 이동 조절할 수 있고, 이에 따라 노광 장치 등에서 기판의 처짐 변형에 따른 노광 품질 저하 문제를 해결할 수 있고, 사용자의 필요에 따라 기판의 처짐 변형에 따른 최하단부 위치를 자유롭게 조절하여 더욱 다양한 가공 작업에 활용할 수 있고, 기판을 고정한 상태에서 기판에 대한 평탄도를 조절할 수 있어 기판의 처짐 변형 상태를 전체 영역에서 더욱 균일하게 할 수 있으며, 기판 고정 부위에 대한 가압 방향 자유도를 확보하여 기판 고정 부위에서 발생할 수 있는 기판 손상을 방지할 수 있어 더욱 안전환 공정 조건을 제공함은 물론 기판의 내구성을 향상시킬 수 있는 기판 처짐 변형 조절 장치를 제공한다.

Description

기판 처짐 변형 조절 장치{Apparatus for Adjusting Deflection of Substrate}
본 발명은 기판 처짐 변형 조절 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 기판의 양측단부를 고정한 상태로 기판의 처짐 변형이 발생한 상태에서 기판의 처짐 변형 상태를 조절할 수 있도록 함으로써, 기판의 처짐 변형에 따른 최하단부 위치를 수평 방향으로 이동 조절할 수 있고, 이에 따라 노광 장치 등에서 기판의 처짐 변형에 따른 노광 품질 저하 문제를 해결할 수 있고, 사용자의 필요에 따라 기판의 처짐 변형에 따른 최하단부 위치를 자유롭게 조절하여 더욱 다양한 가공 작업에 활용할 수 있고, 기판을 고정한 상태에서 기판에 대한 평탄도를 조절할 수 있어 기판의 처짐 변형 상태를 전체 영역에서 더욱 균일하게 할 수 있으며, 기판 고정 부위에 대한 가압 방향 자유도를 확보하여 기판 고정 부위에서 발생할 수 있는 기판 손상을 방지할 수 있어 더욱 안전환 공정 조건을 제공함은 물론 기판의 내구성을 향상시킬 수 있는 기판 처짐 변형 조절 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 컴퓨터 및 각종 전자 제품에 적용되는 반도체 소자나, 화상 표시 소자인 액정 표시 소자(LCD:Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 소자(PDP: Plasma Display Panel), 전자 부품이 실장되는 회로 기판(PCB) 등의 제조 과정 중에서 미세 패턴을 정밀하게 형성하기 위해 포토 리소그래피(photolithography) 방법을 널리 이용한다.
포토 리소그래피 방법은 피처리 기판 상에 감광 물질(photo-resist)을 균일하게 도포하여 감광 물질 막을 형성하는 단계와, 형성된 감광 물질 막을 선택적으로 노광용 광에 노출시켜 노출된 부분의 감광 물질의 성질을 변화시키는 단계와, 현상액 등을 이용하여 성질이 변화된 부분을 선택적으로 제거하여 목적하는 감광 물질 막 패턴을 형성하는 단계로 이루어지며, 이후 형성된 감광 물질 막 패턴을 이용하여 식각(etching) 공정 등을 통해 피처리 기판 상에 패턴을 형성시키게 된다.
포토 리소그래피 공정에 속하는 노광(exposure) 공정은 특정 패턴이 디자인된 레티클(reticle) 또는 마스크(mask)를 광원과 피처리 기판 사이에 위치시키고, 광원으로부터 피처리 기판을 향해 광을 조사시킴으로써 광이 레티클 또는 마스크(M) 상의 패턴에 따라 피처리 기판을 선택적으로 노출시키는 방식으로 진행된다
이러한 노광 기술은 미세 전자회로패턴을 구현하기 위한 제반 공정 중에서 가장 중요한 공정으로, 노광 공정을 수행할 수 있는 노광 장치 또한 다양한 형태로 계속 개발되고 있다.
최근에는 디스플레이, 인쇄회로기판 및 터치 스크린 패널 등의 제품들이 대면적, 고집적 및 고정밀도를 동시에 요구함에 따라 종래와는 다른 새로운 방식의 노광 기술에 대한 다양한 연구 개발이 진행되고 있다.
특히, 대면적 마스크의 자중에 의한 처짐 현상을 보완하기 위한 연구가 다양하게 진행되고 있으나 아직까지 연구 결과가 만족스러운 정도에 이르지는 못하고 있는 실정이다. 노광 기술에서 정확도를 좌우하는 중요한 인자는 해상력인데, 이러한 해상력은 마스크와 기판 사이의 간격 제어가 매우 중요한 결정 요소로 작용하고 있는 점에 비추어 보면, 대면적 마스크의 자중에 의한 처짐 현상의 해결은 매우 시급한 과제가 되고 있다. 현재까지 마스크의 처짐 현상을 해결하기 위한 연구는 처짐 현상을 방지하는데 초점이 맞추어져 있으나 이러한 방식으로는 아직까지 만족할만한 성과를 이루어내지 못하고 있는 실정이다.
국내등록특허 제10-1589618호
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 기판의 양측단부를 고정한 상태로 기판의 처짐 변형이 발생한 상태에서 기판의 처짐 변형 상태를 조절할 수 있도록 함으로써, 기판의 처짐 변형에 따른 최하단부 위치를 수평 방향으로 이동 조절할 수 있고, 이에 따라 노광 장치 등에서 기판의 처짐 변형에 따른 노광 품질 저하 문제를 해결할 수 있고, 사용자의 필요에 따라 기판의 처짐 변형에 따른 최하단부 위치를 자유롭게 조절하여 더욱 다양한 가공 작업에 활용할 수 있는 기판 처짐 변형 조절 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 기판을 가압 고정하는 홀더 모듈을 상하 높이 조절 가능하게 다수개 장착함으로써, 기판에 대해 처짐 변형 방향이 아닌 그 직각 방향으로의 평탄도를 조절할 수 있어 기판의 처짐 변형 상태를 전체 영역에서 더욱 균일하게 하여 노광 공정 등의 작업 공정에서 정확도를 더욱 향상시킬 수 있는 기판 처짐 변형 조절 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 기판을 가압 고정하는 과정에서 기판에 대한 가압 고정 방향을 조절할 수 있도록 함으로써, 기판 고정 방향에 대한 일정 정도의 자유도가 확보되어 기판 고정시 기판 고정 부위에서 발생할 수 있는 기판 손상을 방지할 수 있어 더욱 안전환 공정 조건을 제공함은 물론 기판의 내구성을 향상시킬 수 있는 기판 처짐 변형 조절 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 기판의 서로 대향되는 양측단부를 각각 고정시킬 수 있도록 형성되며, 각각 상하 이동 가능하게 배치되는 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛; 상기 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛을 각각 상하 방향으로 이동하도록 구동하는 제 1 및 제 2 구동부; 및 상기 제 1 및 제 2 구동부를 동작 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 기판은 양측단부가 고정된 상태로 자중에 의해 처짐 변형되도록 상기 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛에 의해 고정되고, 상기 제어부는 처짐 변형된 기판의 최하단부 위치가 이동 조절되도록 상기 제 1 및 제 2 구동부를 동작 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처짐 변형 조절 장치를 제공한다.
이때, 상기 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛은 상기 기판에 대해 수평 방향의 제 1 축 방향으로 서로 대향되는 양측단부를 각각 고정하도록 배치되고, 상기 기판의 처짐 변형시 발생하는 최하단부는 상기 제 1 축과 수평 직각 방향의 제 2 축 방향으로 최하단 라인을 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 기판의 최하단 라인이 상기 제 1 축 방향을 따라 수평 이동하도록 상기 제 1 및 제 2 구동부를 동작 제어할 수 있다.
또한, 상기 기판의 최하단 라인의 위치를 측정할 수 있는 최하단 센싱부가 더 구비되고, 상기 제어부는 상기 최하단 센싱부의 측정값을 인가받고, 인가받은 측정값에 따라 상기 제 1 및 제 2 구동부를 동작 제어할 수 있다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 구동부는, 베이스 바디; 상기 베이스 바디에 상하 이동 가능하게 결합되며, 일측에는 상기 제 1 이동 홀더 유닛 또는 제 2 이동 홀더 유닛이 결합되어 일체로 이동하는 이동 바디; 및 상기 이동 바디를 상하 방향으로 이동시키는 구동 모터를 각각 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛은, 각각 상기 이동 바디의 일측에 결합되어 상기 기판의 일측단부를 고정할 수 있도록 형성되는 다수개의 홀더 모듈을 각각 포함하고, 다수개의 상기 홀더 모듈은 상기 이동 바디의 일측에 상기 제 2 축 방향을 따라 일렬 배치되어 상하 방향으로 높이 조절 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 상기 홀더 모듈은, 상기 기판의 상면 및 하면을 가압하며 고정하는 홀더 블록; 및 상기 홀더 블록과 상기 이동 바디를 결합시키며 상기 홀더 블록을 상하 높이 조절하는 높이 조절 수단을 포함할 수 있다.
또한, 상기 높이 조절 수단은, 일면이 상기 홀더 블록에 결합되는 제 1 슬라이드 블록; 상기 제 1 슬라이드 블록에 상하 슬라이드 이동 가능하게 결합되며 일면이 상기 이동 바디에 결합되는 제 2 슬라이드 블록; 및 상기 제 1 슬라이드 블록을 상기 제 2 슬라이드 블록에 대해 상하 방향으로 상대 이동시키도록 사용자에 의해 조작 가능하게 형성되는 슬라이드 조작 노브를 포함할 수 있다.
또한, 상기 홀더 블록에는 상기 기판을 가압할 수 있도록 별도의 가압 플레이트가 적어도 하나 이상 분리 가능한 형태로 삽입 결합되고, 상기 홀더 블록과 상기 가압 플레이트의 상하 방향 상호 접촉면에는 서로 대응되는 위치에 상기 제 2 축 방향을 따라 길게 오목홈이 각각 형성되고, 상기 오목홈에는 원통 형상의 위치 조절바가 삽입 배치될 수 있다.
본 발명에 의하면, 기판의 양측단부를 고정한 상태로 기판의 처짐 변형이 발생한 상태에서 기판의 처짐 변형 상태를 조절할 수 있도록 함으로써, 기판의 처짐 변형에 따른 최하단부 위치를 수평 방향으로 이동 조절할 수 있고, 이에 따라 노광 장치 등에서 기판의 처짐 변형에 따른 노광 품질 저하 문제를 해결할 수 있고, 사용자의 필요에 따라 기판의 처짐 변형에 따른 최하단부 위치를 자유롭게 조절하여 더욱 다양한 가공 작업에 활용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 기판을 가압 고정하는 홀더 모듈을 상하 높이 조절 가능하게 다수개 장착함으로써, 기판에 대해 처짐 변형 방향이 아닌 그 직각 방향으로의 평탄도를 조절할 수 있어 기판의 처짐 변형 상태를 전체 영역에서 더욱 균일하게 하여 노광 공정 등의 작업 공정에서 정확도를 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 기판을 가압 고정하는 과정에서 기판에 대한 가압 고정 방향을 조절할 수 있도록 함으로써, 기판 고정 방향에 대한 일정 정도의 자유도가 확보되어 기판 고정시 기판 고정 부위에서 발생할 수 있는 기판 손상을 방지할 수 있어 더욱 안전환 공정 조건을 제공함은 물론 기판의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처짐 변형 조절 장치의 구성을 개략적으로 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처짐 변형 조절 장치의 구성을 개략적으로 도시한 정면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처짐 변형 조절 장치의 작동 상태를 개략적으로 도시한 작동 상태도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처짐 변형 조절 장치가 사용되는 노광 장치를 예시적으로 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 홀더 유닛과 구동부의 결합 관계를 개략적으로 도시한 분해 사시도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀더 모듈의 높이 조절 상태를 개략적으로 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀더 모듈의 높이 조절 수단을 개략적으로 도시한 사시도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀더 블록에서 기판을 고정하는 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처짐 변형 조절 장치의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처짐 변형 조절 장치의 구성을 개략적으로 도시한 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처짐 변형 조절 장치의 작동 상태를 개략적으로 도시한 작동 상태도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처짐 변형 조절 장치가 사용되는 노광 장치를 예시적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처짐 변형 조절 장치는 기판의 처짐 변형 상태를 조절하여 기판의 최하단부 위치를 조절할 수 있는 장치로서, 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛(101,102)과, 제 1 및 제 2 구동부(301,302)와, 제어부(미도시)를 포함하여 구성된다.
제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛(101,102)은 기판(S2)의 서로 대향되는 양측단부를 각각 고정시킬 수 있도록 형성되며, 각각 상하 이동 가능하게 배치된다. 이때, 기판(S2)은 양측단부가 고정된 상태로 중심 영역이 자중에 의해 처짐 변형되도록 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛(101,102)에 의해 고정된다.
이때, 기판(S2)은 노광 장치의 마스크(미도시)와 같이 얇은 필름 형태의 시트 부재로 적용될 수 있다. 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛(101,102)은 기판(S2)을 강제로 휘어지게 하는 배치 상태로 기판(S2)을 고정하는 것이 아니라 기판(S2)의 양측단이 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛(101,102)에 고정된 상태에서 자연스럽게 자중에 의해 처짐 변형이 일어나도록 하는 방식으로 기판(S2)을 고정한다.
이러한 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛(101,102)은 기판(S2)에 대해 수평 방향의 제 1 축(X축) 방향으로 서로 대향되는 양측단부를 각각 고정하도록 배치되고, 제 1 축 방향과 수평 직각 방향인 제 2 축(Y축) 방향으로 서로 대향되는 기판(S2)의 양측단부는 자유단 상태로 유지되도록 한다.
이와 같이 기판(S2)의 제 1 축 방향 양측단부만 고정되고 제 2 축 방향 양측단부는 고정되지 않고 자유단 상태로 유지되므로, 기판(S2)은 제 1 축 방향을 따라 하부로 오목하게 만곡진 형태로 자중에 의해 처짐 변형되며, 제 2 축 방향으로는 이러한 처짐 변형이 발생하지 않는다.
따라서, 기판(S2)의 처짐 변형시 발생하는 최하단부는 제 2 축 방향으로 최하단부 라인(H)을 갖도록 형성된다.
제 1 및 제 2 구동부(301,302)는 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛(101,102)을 각각 상하 방향(Z축 방향)으로 이동하도록 구동하고, 제어부는 제 1 및 제 2 구동부(301,302)를 동작 제어한다. 도시되지는 않았으나, 제어부는 제 1 및 제 2 구동부(301,302)의 종류에 따라 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 다양한 전자 소자 및 제어칩 등을 이용한 구조로 제 1 및 제 2 구동부(301,302)를 동작 제어할 수 있는 다양한 형태로 형성될 수 있다.
이때, 제어부는 처짐 변형된 기판(S2)의 최하단부 위치가 이동 조절되도록 제 1 및 제 2 구동부(301,302)를 동작 제어한다. 좀더 구체적으로는, 기판(S2)의 처짐 변형에 의해 발생하는 제 2 축 방향의 최하단부 라인(H)이 제 1 축 방향을 따라 수평 이동하도록 제 1 및 제 2 구동부(301,302)를 동작 제어한다.
이 경우, 도시되지는 않았으나, 기판(S2)의 최하단부 라인(H)의 위치를 측정할 수 있는 별도의 최하단 센싱부(미도시)가 더 구비될 수 있으며, 제어부는 최하단 센싱부의 측정값을 인가받고, 인가받은 측정값에 기초하여 제 1 및 제 2 구동부(301,302)를 동작 제어할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처짐 변형 조절 장치는 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛(101,102)에 고정된 기판(S2)의 처짐 변형에 따른 최하단부 라인(H)의 위치를 측정하고, 이를 기초로 최하단부 라인(H)의 위치를 조절하는 피드백 제어 방식을 통해 더욱 정확하게 기판(S2)의 최하단부 라인(H) 위치를 이동 조절할 수 있다.
또한, 이와 달리 기판(S2)의 최하단부 라인(H)을 제 1 축 방향으로 연속 이동시켜가며, 각각의 연속된 이동 위치에서 제 1 및 제 2 구동부(301,302) 또는 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛(101,102)의 작동 상태 데이터를 수집하여 별도의 데이터베이스에 저장하고, 이러한 데이터베이스 정보를 기초로 기판(S2)의 최하단부 라인(H)을 원하는 위치에 이동하도록 동작 제어할 수도 있다. 물론, 이 경우에도 기판(S2) 최하단부 라인(H)의 연속 이동 조절이 가능하도록 제어할 수 있다.
기판(S2)의 최하단부 라인(H)의 위치 이동을 위한 작동 상태를 좀더 자세히 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에서는 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이 기판(S2)의 최하단부 라인(H)이 기판(S2)의 좌측단부에서부터 우측단부로 연속 이동하도록 할 수 있다. 즉, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 우측에 위치한 제 1 이동 홀더 유닛(101)이 상대적으로 제 2 이동 홀더 유닛(102)보다 더 높게 상승하게 되면, 기판(S2)의 처짐 변형에 따른 최하단부 라인(H)은 상대적으로 좌측으로 이동하게 된다. 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 제 1 이동 홀더 유닛(101)과 제 2 이동 홀더 유닛(102)의 상승 높이가 동일하면, 기판(S2)의 처짐 변형에 따른 최하단부 라인(H)은 좌우로 치우지지 않고 중심부에 위치하게 된다. 반대로 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이 좌측에 위치한 제 2 이동 홀더 유닛(102)이 상대적으로 제 1 이동 홀더 유닛(101)보다 더 높게 상승하게 되면, 기판(S2)의 처짐 변형에 따른 최하단부 라인(H)은 상대적으로 우측으로 이동하게 된다.
따라서, 제어부를 통해 제 1 및 제 2 구동부(301,302)를 동작 제어하여 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛(101,102)의 상승 높이를 적절하게 조절하게 되면, 기판(S2)의 처짐 변형에 따른 최하단부 라인(H)이 좌측단부로부터 우측단부로, 즉, 제 1 축 방향(X축 방향)으로 연속적으로 이동하도록 할 수 있다. 이때, 최하단부 라인(H)의 높이는 일정하게 유지되도록 할 수 있다. 즉, 최하단부 라인(H)이 수평 방향으로 이동하도록 할 수 있다.
이와 같이 구성되는 기판 처짐 변형 조절 장치는 도 4에 도시된 바와 같이 노광 장치에 적용되어 마스크를 고정하는 구성으로 적용될 수 있는데, 이 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛(101,102)에 의해 고정되는 기판(S2)의 하부에는 별도의 스테이지(200)가 장착되고, 스테이지(200)의 상면에 가공 기판(S1)이 고정된다. 여기서, 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛(101,102)에 의해 고정되는 기판(S2)은 마스크이고, 스테이지(200)의 상면에 고정되는 가공 기판(S1)은 노광 대상 기판일 수 있다.
이때, 노광 장치는 노광 광원으로 레이저 라인빔을 이용하여 마스크를 스캔하는 방식의 라인빔 노광 장치가 적용될 수 있으며, 라인빔을 조사하기 위한 라인빔 조사부(700)가 상부에 구비된다.
또한, 스테이지(200)는 별도의 베이스 플레이트(500)에 장착될 수 있으며, 베이스 플레이트(500)에는 베이스 플레이트(500)를 승강 이동시킬 수 있는 승강 구동부(400)가 장착될 수 있다. 승강 구동부(400)는 베이스 플레이트(500)를 상하 이동시킬 수 있도록 구동 동력을 제공하는 구동 모터(410)와, 구동 모터(410)의 동력을 전달하여 베이스 플레이트(500)를 상하 이동시키는 기어 박스(420)를 포함하는 형태로 구성될 수 있다.
제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛(101,102)을 상하 방향으로 이동시키는 제 1 및 제 2 구동부(301,302) 또한 베이스 플레이트(500)에 결합될 수 있으며, 따라서, 베이스 플레이트(500)를 승강 이동시키면, 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛(101,102)과 스테이지(200) 모두 동시에 승강 이동하게 된다. 즉, 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛(101,102)에 의해 고정된 기판(S2)과 스테이지(200)에 고정된 가공 기판(S1) 모두 승강 이동하게 되며, 이를 통해 라인빔 조사부(700)와의 상대 거리를 조절할 수 있다.
또한, 베이스 플레이트(500)의 하부에는 베이스 플레이트(500)를 제 1 축 방향으로 왕복 직선 이동시킬 수 있는 이송 수단(600)이 구비될 수 있다. 이송 수단(600)에 의해 베이스 플레이트(500)를 제 1 축 방향으로 이동시킴에 따라 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛(101,102)에 고정된 기판(S2) 및 스테이지(200)에 고정된 가공 기판(S1)이 모두 제 1 축 방향으로 이동하게 된다.
라인빔을 하향 조사하는 라인빔 조사부(700)가 고정된 상태에서 이송 수단(600)에 의해 기판(S2)이 제 1 축 방향으로 이동함에 따라 라인빔 조사부(700)의 라인빔이 기판(S2)을 제 1 축 방향으로 스캔하게 되고, 이러한 스캔 방식으로 가공 기판(S2)에 대한 노광 공정을 진행하게 된다. 이때, 라인빔은 제 1 축에 대해 수평 직각 방향인 제 2 축(Y축) 방향으로 형성된다.
일반적으로 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛(101,102)에 의해 고정된 기판(S2)은 도 2에 도시된 바와 같이 중심 부위에 최하단부 라인(H)이 위치하도록 자중에 의해 처짐 변형되는데, 이에 따라 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛(101,102)에 고정된 기판(S2)과 스테이지(200)에 고정된 가공 기판(S1)과의 간격이 영역에 따라 달라지므로, 노광 공정시 정확도에 문제가 발생한다.
이 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처짐 변형 조절 장치를 적용하게 되면, 전술한 바와 같이 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛(101,102)에 고정된 기판(S2)의 처짐 변형에 따른 최하단부 라인(H)을 라인빔 스캔 방향인 제 1 축 방향으로 연속적으로 이동시킬 수 있으므로, 이송 수단(600)에 의한 기판(S2)의 이송 속도와 동일하게 기판(S2)의 처짐 변형에 따른 최하단부 라인(H)의 이동 속도를 조절함으로써, 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛(101,102)에 고정된 기판(S2)과 스테이지(200)에 고정된 가공 기판(S1)과의 간격이 항상 일정하게 유지된 상태로 스캔 방식의 노광 공정을 진행할 수 있다.
예를 들어, 라인빔이 기판(S2)의 최하단부 라인(H) 위치에 조사되도록 하고, 이송 수단(600)에 의한 기판(S2)의 이송 속도와 동일한 속도로 기판(S2)의 최하단부 라인(H)의 위치를 이동시키면, 라인빔은 기판(S2)을 전체 스캔하는 동안 기판(S2)의 최하단부 라인(H)에만 조사되므로, 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛(101,102)에 고정된 기판(S2)과 스테이지(200)에 고정된 가공 기판(S1)과의 간격은 항상 일정하게 유지된 상태로 노광 공정이 진행된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 홀더 유닛과 구동부의 결합 관계를 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀더 모듈의 높이 조절 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀더 모듈의 높이 조절 수단을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀더 블록에서 기판을 고정하는 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 및 제 2 구동부(301,302)는 도 2에 도시된 바와 같이 각각 제 1 이동 홀더 유닛(101)과 제 2 이동 홀더 유닛(102)을 상하 방향으로 이동시키도록 구성되는데, 별도의 베이스 바디(310)와, 이동 바디(330)와, 구동 모터(320)를 포함하여 구성된다.
베이스 바디(310)는 제 1 및 제 2 구동부(301,302)의 위치를 고정하기 위한 것으로, 베이스 플레이트(500)에 고정 장착될 수 있다. 이동 바디(330)는 베이스 바디(310)에 상하 이동 가능하게 결합되며, 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛(101,102)은 이동 바디(330)의 상단부에 결합되어 이동 바디(330)와 함께 일체로 상하 이동한다. 구동 모터(320)는 이동 바디(330)를 상하 방향으로 이동시키기 위한 것으로, 전기 모터가 적용될 수 있으며, 베이스 바디(310)의 하부에 결합될 수 있다. 한편, 베이스 바디(310)에는 이동 바디(330)의 상하 이동 경로를 가이드할 수 있도록 별도의 엘엠 가이드(340)가 장착될 수 있다.
이러한 구조에 따라 구동 모터(320)가 작동하여 이동 바디(330)를 상하 이동시키면, 이동 바디(330)에 결합된 제 1 이동 홀더 유닛(101) 및 제 2 이동 홀더 유닛(102)이 이동 바디(330)와 함께 상하 이동하게 된다.
제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛(101,102)은 각각 이동 바디(330)의 일측에 결합되어 기판(S2)의 일측단부를 고정할 수 있도록 형성되는 다수개의 홀더 모듈(110)을 포함하여 구성된다.
다수개의 홀더 모듈(110)은 도 5에 도시된 바와 같이 이동 바디(330)의 상단부에 제 2 축 방향(Y축 방향)을 따라 일렬 배치되어 상하 방향(Z축 방향)으로 높이 조절 가능하게 결합된다.
이러한 홀더 모듈(110)은 기판(S2)의 상면 및 하면을 가압하며 고정하는 홀더 블록(111)과, 홀더 블록(111)과 이동 바디(330)를 결합시키며 홀더 블록(111)을 상하 높이 조절하는 높이 조절 수단(112)을 포함하여 구성된다.
이와 같은 구성에 따라 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛(101,102)은 다수개의 홀더 모듈(110)을 통해 기판(S2)의 양측단부를 가압 고정하고, 다수개의 홀더 모듈(110)은 제 2 축 방향을 따라 일렬 배치되며 상하 높이 조절 가능하게 결합되므로, 기판(S2)의 제 2 축 방향에 대한 평탄도를 조절할 수 있다.
기판(S2)은 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛(101,102)에 의해 제 1 축 방향의 양측단부가 고정되고 제 2 축 방향의 양측단부는 자유단 상태로 유지되므로, 전술한 바와 같이 제 1 축 방향을 기준으로 중심 영역이 하부측으로 오목하게 만곡진 형태로 처짐 변형되고, 제 2 축 방향으로는 처짐 변형이 발생하지 않는다. 따라서, 기판(S2)의 어느 한 지점에서 제 2 축 방향으로는 동일 높이를 이루게 된다. 그러나, 실제 작업 공정에서는 기판(S2) 자체의 평탄도가 미세하게 차이가 있거나 또는 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛(101,102)에 양측단부가 고정된 상태에서 제 2 축 방향으로 미세하게 평탄도의 변화가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 홀더 모듈(110)을 제 2 축 방향으로 일렬 배치되도록 다수개 배치하고, 각각 상하 방향으로 높이 조절 가능하게 함으로써, 기판(S2)의 제 2 축 방향에 대한 평탄도를 조절할 수 있다. 즉, 기판(S2)의 어느 한 지점에서 제 2 축 방향으로 동일 높이를 이루도록 조절할 수 있다.
한편, 홀더 블록(111)을 높이 조절하는 높이 조절 수단(112)은 다양한 방식으로 구성될 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 높이 조절 수단(112)은, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 일면이 홀더 블록(111)에 결합되는 제 1 슬라이드 블록(112-1)과, 제 1 슬라이드 블록(112-1)에 상하 슬라이드 이동 가능하게 결합되며 일면이 이동 바디(330)에 결합되는 제 2 슬라이드 블록(112-2)과, 제 1 슬라이드 블록(112-1)을 제 2 슬라이드 블록(112-2)에 대해 상하 방향으로 상대 이동시키도록 사용자에 의해 조작 가능하게 형성되는 슬라이드 조작 노브(112-3)를 포함하여 구성될 수 있다.
이러한 구성에 따라 도 6의 확대도 (a)에 도시된 상태에서 슬라이드 조작 노브(112-3)을 조작하여 도 6의 확대도 (b)에 도시된 바와 같이 제 1 슬라이드 블록(112-1)을 상승 이동시키면, 제 1 슬라이드 블록(112-1)에 결합된 홀더 블록(111)이 함께 상승 이동하게 되므로, 홀더 블록(111)에 가압 고정된 기판(S2)의 평탄도를 조절할 수 있다.
한편, 홀더 블록(111)에는 도 8에 도시된 바와 같이 기판(S2)을 가압 고정할 수 있도록 별도의 가압 플레이트(111-1)가 적어도 하나 이상 분리 가능한 형태로 삽입 결합된다. 가압 플레이트(111-1)는 평판 형태로 기판(S2)의 두께 등에 따라 삽입 갯수를 달리 적용할 수 있으며, 이를 통해 기판(S2)에 대한 고정력을 더욱 강화시킬 수 있다.
이때, 홀더 블록(111)과 가압 플레이트(111-1)의 상하 방향 상호 접촉면에는 서로 대응되는 위치에 제 2 축 방향을 따라 길게 오목홈(111-2)이 각각 형성되고, 오목홈(111-2)에는 원통 형상의 위치 조절바(111-3)가 삽입 결합될 수 있다.
오목홈(111-2)은 V자 홈 형태로 형성될 수 있으며, 위치 조절바(111-3)는 원통 형상이므로, 가압 플레이트(111-1)는 위치 조절바(111-3)에 의해 기판(S2)에 대한 가압 고정 방향이 조절될 수 있다. 즉, 가압 플레이트(111-1)는 위치 조절바(111-3)에 의해 가압되어 기판(S2)에 대한 가압력을 강화할 수 있을 뿐만 아니라 오목홈(111-2)과 원통 형상의 위치 조절바(111-3)의 결합 구조상 위치 조절바(111-3)에 의해 가압된 상태에서 가압 플레이트(111-1)가 유격 거리만큼 일정 구간 회전할 수 있으므로, 기판(S2)에 대한 가압 고정 방향을 일정 각도 한도 내에서 조절할 수 있다.
이러한 구성에 따라 기판(S2)을 가압 고정한 상태에서도 기판(S2)의 양측단부에 대한 자유도를 일정 구간 확보할 수 있어 기판(S2)에 처짐 변형이 발생하더라도 기판(S2) 양측단부에 대한 손상을 방지하여 기판(S2)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
101: 제 1 이동 홀더 유닛
102: 제 2 이동 홀더 유닛
110: 홀더 모듈
111: 홀더 블록 112: 높이 조절 수단
200: 스테이지
301: 제 1 구동부
302: 제 2 구동부
310: 베이스 바디 320: 구동 모터
330: 이동 바디

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 기판의 서로 대향되는 양측단부를 각각 고정시킬 수 있도록 형성되며, 각각 상하 이동 가능하게 배치되는 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛;
    상기 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛을 각각 상하 방향으로 이동하도록 구동하는 제 1 및 제 2 구동부; 및
    상기 제 1 및 제 2 구동부를 동작 제어하는 제어부
    를 포함하고, 상기 기판은 양측단부가 고정된 상태로 자중에 의해 처짐 변형되도록 상기 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛에 의해 고정되고, 상기 제어부는 처짐 변형된 기판의 최하단부 위치가 이동 조절되도록 상기 제 1 및 제 2 구동부를 동작 제어하며,
    상기 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛은 상기 기판에 대해 수평 방향의 제 1 축 방향으로 서로 대향되는 양측단부를 각각 고정하도록 배치되고,
    상기 기판의 처짐 변형시 발생하는 최하단부는 상기 제 1 축과 수평 직각 방향의 제 2 축 방향으로 최하단 라인을 갖도록 형성되며,
    상기 제어부는 상기 기판의 최하단 라인이 상기 제 1 축 방향을 따라 수평 이동하도록 상기 제 1 및 제 2 구동부를 동작 제어하고,
    상기 제 1 및 제 2 구동부는
    베이스 바디;
    상기 베이스 바디에 상하 이동 가능하게 결합되며, 일측에는 상기 제 1 이동 홀더 유닛 또는 제 2 이동 홀더 유닛이 결합되어 일체로 이동하는 이동 바디; 및
    상기 이동 바디를 상하 방향으로 이동시키는 구동 모터
    를 각각 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 이동 홀더 유닛은
    각각 상기 이동 바디의 일측에 결합되어 상기 기판의 일측단부를 고정할 수 있도록 형성되는 다수개의 홀더 모듈을 각각 포함하고,
    다수개의 상기 홀더 모듈은 상기 기판의 제 2 축 방향에 대한 평탄도를 조절할 수 있도록 상기 이동 바디의 일측에 상기 제 2 축 방향을 따라 일렬 배치되어 상하 방향으로 높이 조절 가능하게 결합되며,
    다수개의 상기 홀더 모듈은
    상기 기판의 상면 및 하면을 가압하며 고정하는 홀더 블록; 및
    상기 홀더 블록과 상기 이동 바디를 결합시키며 상기 홀더 블록을 상하 높이 조절하는 높이 조절 수단
    을 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처짐 변형 조절 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기판의 최하단 라인의 위치를 측정할 수 있는 최하단 센싱부가 더 구비되고,
    상기 제어부는 상기 최하단 센싱부의 측정값을 인가받고, 인가받은 측정값에 따라 상기 제 1 및 제 2 구동부를 동작 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처짐 변형 조절 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 높이 조절 수단은
    일면이 상기 홀더 블록에 결합되는 제 1 슬라이드 블록;
    상기 제 1 슬라이드 블록에 상하 슬라이드 이동 가능하게 결합되며 일면이 상기 이동 바디에 결합되는 제 2 슬라이드 블록; 및
    상기 제 1 슬라이드 블록을 상기 제 2 슬라이드 블록에 대해 상하 방향으로 상대 이동시키도록 사용자에 의해 조작 가능하게 형성되는 슬라이드 조작 노브
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처짐 변형 조절 장치.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 홀더 블록에는 상기 기판을 가압할 수 있도록 별도의 가압 플레이트가 적어도 하나 이상 분리 가능한 형태로 삽입 결합되고,
    상기 홀더 블록과 상기 가압 플레이트의 상하 방향 상호 접촉면에는 서로 대응되는 위치에 상기 제 2 축 방향을 따라 길게 오목홈이 각각 형성되고, 상기 오목홈에는 원통 형상의 위치 조절바가 삽입 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 처짐 변형 조절 장치.
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