KR20060097908A - 노광기의 광학시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노광기의 광학시스템에 관한 것이다. 본 발명은 지면에 수직방향으로 설치되어 노광을 위한 광을 수직방향으로 제공하는 광원(20)과, 상기 광원(20)에서 나온 광의 광분포를 균일하게 하는 플라이아이 렌즈유니트(26)와, 상기 광원(20)에서 나온 광의 경로를 바꿔 전달하는 제1 및 제2 경로미러(24,30)와, 상기 플라이아이 렌즈유니트(26)와 제1 및 제2경로(24,30)를 통과한 광을 평행하게 만들어주는 제3미러(32)와, 전달되어오는 광경로의 방향으로 이동하면서 광을 작업대상물에 조사하는 스캔미러(34)를 포함하여 구성된다. 이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면 대면적의 패널에 노광작업을 수행할 수 있고, 광원의 일정 이상의 조도를 일정 이상으로 유지하면서 노광을 수행할 수 있어 노광이 상대적으로 신속하게 수행되며, 노광기의 광학시스템이 상대적으로 소형화되는 이점이 있다.

평판 디스플레이, 노광, 스캔

Description

노광기의 광학시스템{A optical system for exposure device}

도 1은 종래 기술에 의한 노광기의 광학시스템의 구성을 보인 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 노광기의 광학시스템의 바람직한 실시예를 광원의 연직상방에서 본 구성도.

도 3은 본 발명 실시예를 광원의 측방향에서 본 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20: 광원 22: 타원미러

24: 제1경로미러 26: 플라이아이 렌즈유니트

30: 제2경로미러 32: 제3미러

34: 스캔미러 36: 패널

본 발명은 노광기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광원에서 나온 광을 이용하여 감광재료가 도포된 패널에 조사하여 패턴을 형성하는 노광기의 광학시스템에 관한 것이다.

PDP, LCD등 평판 디스플레이에 사용되는 패널에 패턴을 형성하기 위해서, 패 널에 감광재료를 도포하고 광을 조사하여 감광재료를 선택적으로 제거하는 작업을 거친다. 이와 같은 작업을 위해 노광기가 사용된다. 최근에 평판 디스플레이의 크기가 커지면서 상대적으로 넓은 면적의 패널에 패턴을 형성하기 위해서는 이에 맞는 노광기가 필요하게 된다.

도 1에는 종래 기술에 의한 노광기의 광학시스템이 도시되어 있다. 이에 도시된 바에 따르면, 램프(1)는 연직방향으로 설치된다. 상기 램프로는 일반적으로 초고압 수은램프가 사용되는데, 상기 램프(1)는 그 특성상 연직방향으로 설치되어야 제 성능을 발휘하고 제 수명을 유지할 수 있다. 상기 램프(1)는 타원미러(3)에 의해 일방향으로 광이 조사되도록 된다. 즉, 상기 램프(1)는 상기 타원미러(3)내에 설치된다.

상기 램프(1)에서 나온 광은 제1미러(5)에서 반사된다. 상기 제1미러(5)는 상기 램프(1)에서 나온 광의 경로를 바꾸어준다. 상기 제1미러(5)에서 반사된 광은 플라이아이렌즈(Fly eye lens)(7)로 전달된다. 상기 플라이아이렌즈(7)는 다수개의 렌즈가 다수개의 행과 열로 배치되어 구성되는 것인데, 광의 분포를 좋게 하는 역할을 한다.

상기 플라이아이렌즈(7)를 통과한 광은 제2미러(9)와 제3미러(9')를 통과해서 패널(10)로 조사된다. 상기 제3미러(9')는 콜리메이터렌즈가 사용되어 광을 평행하게 해준다. 상기 제1미러(9)와 3미러(9')에 의해 반사된 광은 패널(10)의 감광성재료에 조사된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

먼저, 최근에 평판 디스플레이가 대면적화되면서 패널(10)의 크기 또한 커지고 있다. 이와 같이 대면적으로된 패널(10)을 노광하기 위해서는 1:1인 미러(9')를 사용하여야 한다. 하지만, 상기 미러(9')의 크기를 크게 만드는데는 한계가 있다.

그리고, 평판 디스플레이가 대면적화되면서, 그 광이 조사되는 영역도 넓어지게 되어 전체 영역에 광을 조사하기 위해서는 광이 이동하는 거리가 길어지므로 광의 세기, 즉 조도가 저하되어 감광성재료의 충분한 노광을 수행하기 위해서는 작업시간이 많이 걸리는 문제점이 있다.

또한, 노광기의 크기가 대형화되면, 그 설치에 많은 공간이 소요되고, 유지, 보수 등에 많은 어려움이 있어 생산라인의 비효율화를 초래하는 문제점도 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 대면적의 패널에 대해 노광작업을 수행할 수 있는 노광기의 광학시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 일정 이상의 조도를 유지하면서 노광을 수행할 수 있는 노광기의 광학시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 대면적의 패널에 대해 노광작업을 수행하면서도 소형화가 가능한 노광기의 광학시스템을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 지면에 수직방향으로 설치되어 노광을 위한 광을 수직방향으로 제공하는 광원 과, 상기 광원에서 나온 광의 광분포를 균일하게 하는 플라이아이 렌즈유니트와, 상기 광원에서 나온 광의 경로를 바꿔 전달하는 적어도 2개 이상의 경로미러와, 상기 플라이아이 렌즈유니트와 경로미러를 통과한 광을 평행하게 만들어주는 제3미러와, 전달되어오는 광경로의 방향으로 이동하면서 광을 작업대상물에 조사하는 스캔미러를 포함하여 구성된다.

상기 경로미러는 제1 및 제2 경로미러가 구비되는데, 상기 제1 경로미러는 상기 광원에서 나온 광을 플라이아이 렌즈유니트로 전달하고, 상기 제2경로미러는 상기 플라이아이 렌즈유니트에서 나온 광을 상기 제3미러로 전달한다.

제1, 제2 경로미러는 평면미러이고, 제3미러는 콜리메이터미러이다.

상기 광원에서 나온 광은 타원미러에 의해 일방향으로 전달된다.

상기 제3미러에서 반사되는 광은 중력방향에 수직하여 중력방향에 수직방향으로 세워진 작업대상물인 패널에 조사된다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면 대면적의 패널에 노광작업을 수행할 수 있고, 광원의 일정 이상의 조도를 일정 이상으로 유지하면서 노광을 수행할 수 있어 노광이 상대적으로 신속하게 수행되며, 노광기의 광학시스템이 상대적으로 소형화되는 이점이 있다.

이하 본 발명에 의한 노광기의 광학시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 2에는 본 발명에 의한 노광기의 광학시스템의 바람직한 실시예가 광원을 연직상방에서 본 구성도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명 실시예의 광원을 측방 향에서 본 구성도가 도시되어 있다.

이들 도면에 따르면, 광원(20)이 지면에 대해 연직방향으로 설치된다. 본 실시예에서는 상기 광원(20)이 하부에서 상부로 광을 조사하도록 배치된다. 상기 광원(20)의 예로서 초고압 수은등이 있다. 상기 광원(20)은 타원미러(22)로 둘러싸여 있다. 상기 타원미러(22)는 그 구조의 특성상 광원(20)에서 발광된 광을 일방향으로 반사하여 전달한다.

제1경로미러(24)는 상기 광원(20)에서 나온 광의 경로를 변경하는 것이다. 상기 제1경로미러(24)는 상기 광원(20)에서 나온 광을 대략 수평방향으로 전달되게 한다. 상기 제1경로미러(24)는 평면미러로서 광의 경로를 변경시키는 역할을 한다.

상기 제1경로미러(24)에서 반사된 광을 전달받아 광의 분포를 균일화하기 위해 플라이아이 렌즈유니트(26)가 구비된다. 상기 플라이아이 렌즈유니트(26)는 다수개의 단위렌즈가 행방향 및 열방향으로 배치되어 구성되는 것이다. 참고로 상기 플라이아이 렌즈유니트(26)의 설치 위치는 도시된 실시예에 한정될 필요는 없으며, 광원(20)에서 나온 광이 전달되는 광경로 상의 적절한 곳에 위치될 수 있다.

상기 플라이아이 렌즈유니트(26)를 통과한 광의 경로를 바꾸기 위해 제2경로미러(30)가 사용된다. 상기 제2경로미러(20)도 상기 제1경로미러(24)와 같이 평면미러가 사용된다.

상기 제1경로미러(20)를 통과한 광은 제3미러(32)로 전달된다. 상기 제3미러(32)는 광을 평행하게 하기 위한 것으로 콜리메이터미러가 사용된다. 물론 상기 제3미러(32)와 제2경로미러(30)는 그 설치 순서를 달리할 수도 있다.

스캔미러(34)는 상기 제3미러(32)를 통과하면서 평행하게 된 광을 전달받아 반사하는 것이다. 상기 스캔미러(34)는 평면경이 사용된다. 상기 스캔미러(34)는 상기 제3미러(32)를 통과한 광을 수직방향으로 경로를 변경하여 반사한다.

그리고, 상기 스캔미러(34)는 상기 제3미러(32)에서 반사된 광이 진행하는 방향을 따라 이동가능하다. 이는 상기 스캔미러(34)에서 반사된 광을 감광재료가 도포된 패널(36)에 순차적으로 조사하기 위한 것이다. 따라서, 상기 스캔미러(34)는 작업대상인 패널(36)의 면적보다 작은 면적을 가져도 된다. 하지만 스캔미러(34)가 일방향으로만 직선왕복운동이 가능하다면, 적어도 스캔미러(34)의 이동방향 폭은 패널(36)의 대응되는 폭과 같도록 되어야 할 것이다.

상기 스캔미러(34)에서 반사되는 광은 중력방향에 수직으로 된다. 즉, 상기 광원(20)에서 제1경로미러(24)로 전달되는 광의 방향에 직교하는 방향으로 광을 반사하게 된다.

한편, 작업대상물인 상기 패널(36)은 연직방향으로 세워져 설치된다. 이는 상대적으로 면적이 큰 패널(36)과 상기 제3미러(32) 사이의 거리가 일정하게 되도록 하기 위함이다. 즉, 대면적인 패널(36)을 수평으로 설치하여 노광하게 되면 중앙 부분이 자중에 의해 처지면서, 그 부분이 제대로 노광되지 않기 때문이다.

하지만, 상기 패널(36)이 처지지 않을 정도의 크기라면 반드시 수직으로 세우지 않아도 상관없다. 물론 이 경우에는 상기 스캔미러(34)에서 전달되는 광의 방향 또한 지면에 수직 방향으로 되어야 할 것이다. 이를 위해서는 광의 경로를 바꾸기 위한 별도의 미러를 사용하여야 할 것이다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 노광기의 광학시스템의 작용을 상세하게 설명한다.

본 발명의 광학시스템을 사용하여 상대적으로 대면적이고 스캔미러(34)보다 넓은 면적을 가지는 패널(36)에 도포된 감광재료를 노광시키는 것을 설명한다.

상기 광원(20)이 발광하면, 광이 연직방향으로 진행된다. 물론, 상기 광원(20)에서 나온 광중 일부는 연직방향이 아닌 다른 방향으로 진행되지만, 상기 타원미러(22)에 의해 반사되어 대부분이 연직방향으로 진행된다.

상기 광원(20)에서 나온 광은 상기 제1경로미러(24)에서 대략 수직으로 꺽여 경로가 변경된다. 상기 제1경로미러(24)를 통과한 광은 상기 플라이아이 렌즈유니트(26)을 통과하면서 광의 분포가 균일화된다.

상기 플라이아이 렌즈유니트(26)를 통과한 광은 제2경로미러(30)로 전달되고, 상기 제2경로미러(30)에서 반사되어 상기 제3미러(32)로 전달된다. 상기 제3미러(32)는 콜리메이터미러로서 광을 평행하게 만든다.

상기 제3미러(32)에서 반사되면서 평행하게 된 광은 상기 스캔미러(34)로 전달된다. 상기 스캔미러(34)로 전달된 광은 상기 패널(36)의 표면에 도포된 감광재료에 조사된다. 이때, 상기 스캔미러(34)는 상기 패널(36)의 전체 면적보다 작은 면적이므로, 한번에 패널(36) 전체에 광을 조사할 수는 없다.

하지만, 본 발명에서는 상기 스캔미러(34)가 상기 제3미러(32)에서 반사되어오는 광의 방향으로 이동하면서 패널(36)에 순차적으로 광을 조사하여 노광작업을 수행하게 된다. 이때, 상기 스캔미러(34)는 일정한 속도로 이동하면서 광을 패널 (36)로 반사한다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

예를 들어 광의 경로를 변경하기 위한 평면미러인 제1 및 제2 경로미러(24,30)는 반드시 2개가 사용되는 것은 아니며, 더 많은 갯수가 사용될 수 있고, 그 위치 또한 다양하게 설계될 수 있다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 노광기의 광학시스템에서는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

먼저, 본 발명에서는 패널 전체에 광을 동시에 조사하지 않고 순차적으로 조사하면서 노광작업을 수행할 수 있다. 이는 패널에 광을 조사하는 제3미러가 이동하면서 전달받은 광을 반사하기 때문이다. 따라서, 상대적으로 작은 면적의 제3미러로 상대적으로 큰 면적의 패널에 광을 조사하여 노광작업을 수행할 수 있어 대면적의 패널에 대한 노광작업을 보다 편리하게 수행할 수 있다.

다음으로, 본 발명에서는 상대적으로 대면적의 패널을 노광시키지만, 상대적으로 작은 면적씩 순차적으로 노광시키므로 광원에서 나온 광이 패널에 조사될 때까지의 거리를 상대적으로 최소화할 수 있다. 따라서, 패널에 조사되는 광이 일정 이상의 조도를 유지할 수 있어 노광작업시간이 상대적으로 적게 드는 효과도 있다.

또한, 본 발명에서는 패널에 광을 조사하는 제3미러의 크기를 상대적으로 작 게 할 수 있는 등, 전체 장비의 크기를 상대적으로 소형화할 수 있게 되어 평판디스플레이를 제조하기 위한 클린룸 내의 공간효율을 높일 수 있다.

Claims (5)

1. 지면에 수직방향으로 설치되어 노광을 위한 광을 수직방향으로 제공하는 광원과,

   상기 광원에서 나온 광의 광분포를 균일하게 하는 플라이아이 렌즈유니트와,

   상기 광원에서 나온 광의 경로를 바꿔 전달하는 적어도 2개 이상의 경로미러와,

   상기 플라이아이 렌즈유니트와 경로미러를 통과한 광을 평행하게 만들어주는 제3미러와,

   전달되어오는 광경로의 방향으로 이동하면서 광을 작업대상물에 조사하는 스캔미러를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 노광기의 광학시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 경로미러는 제1 및 제2 경로미러가 구비되는데, 상기 제1 경로미러는 상기 광원에서 나온 광을 플라이아이 렌즈유니트로 전달하고, 상기 제2경로미러는 상기 플라이아이 렌즈유니트에서 나온 광을 상기 제3미러로 전달함을 특징으로 하는 노광기의 광학시스템.
3. 제 2 항에 있어서, 제1, 제2 경로미러는 평면미러이고, 제3미러는 콜리메이터미러임을 특징으로 하는 노광기의 광학시스템.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원에서 나온 광은 타원미러에 의해 일방향으로 전달됨을 특징으로 하는 노광기의 광학시스템.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제3미러에서 반사되는 광은 중력방향에 수직하여 중력방향에 수직방향으로 세워진 작업대상물인 패널에 조사됨을 특징으로 하는 노광기의 광학시스템.

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