KR20070020090A - 편광 ｕｖ 노광 시스템 - Google Patents

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KR20070020090A
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제프리 엘. 솔로몬
마이클 씨. 리이
리차드 씨. 알렌
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

노광 시스템이 이후에 도포되는 액정 중합체(LCP) 분자들의 정렬을 허용하도록 비등방성 흡수 분자로 형성된 정렬 층을 노광하도록 사용된다. 정렬 층 상에 입하는 광은 편광된다. 단일 편광기가 사용될 때, 방위각 편광 회전은 정렬 층을 보유하는 기판을 가로질러 변한다. 다양한 유형의 편광 회전 감소 요소의 도입 및 광원에 대한 적절 경사각의 선택을 포함한, 방위각 편광 회전을 감소시키기 위한 다양한 접근이 채택될 수 있다. 또한, 반사 구조물이 광원과 정렬 층 사이에 삽입될 수 있다. 반사 구조물의 사용은 정렬 층 상에 입사하는 광의 총량을 증가시킨다.
노광 시스템, 액정 분자, 정렬 층, 편광기, 반사기, 편광 회전

Description

편광 ＵＶ 노광 시스템 {Polarized UV Exposure System}
본 발명은 광학 노광 시스템에 관한 것이고, 특히 편광에 의해 큰 면적을 광학적으로 노광하기 위한 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 광에 의해 광학 정렬 층과 액정을 정렬하기 위한 광학 노광 시스템 및 광학 프로세스에 관한 것이다.
액정 디스플레이(LCD)는 기기 제어부, 시계, 휴대용 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터 모니터, LCD 텔레비전, 및 LCD 영사기를 포함한, 많은 정보 표시 영역에서 용도를 제공한다. 대부분의 LCD 장치는 한 쌍의 기판 사이에 배치된 액정 재료의 층을 갖는 LCD 패널을 채용한다. 기판들 중 적어도 하나의 내측 표면은 인가된 전기장이 없을 때 액정 분자들을 정렬하기 위한 정렬 표면이다. 일반적으로, 정렬 표면은 중합체 정렬 층이다. 몇몇 디스플레이에서, 정렬 층의 정렬 방향은 중합체 층이 천 또는 다른 섬유성 재료로 버핑(buffing)되는 기계식 버핑 공정에서 확립된다. 버핑된 표면과 접촉하는 액정 매체는 전형적으로 기계식 버핑 방향에 대해 평행하게 정렬된다.
대안적으로, 비등방성 흡수 분자를 포함하는 정렬 층이 편광 UV 광에 노광될 수 있다. 그러한 노광은 정렬 층의 분자들을 정렬하고, 이는 그 다음 액정 매체를 정렬하도록 사용된다. 이러한 유형의 정렬 층은 본원에서 노광 정렬 층으로서 지칭된다.
많은 LCD에서, 정렬 층은 액정(LC) 분자들을 정렬할 뿐만 아니라, 분자에 예비 경사를 부가한다. 예비 경사를 가지고 정렬 층과 접촉하는 LC 분자들은 특정 방향, 예를 들어 버핑된 정렬 층을 사용할 때의 버핑 방향에 대해 평행한 방향으로 정렬되지만, LC 분자들은 기판에 대해 평행하게 정렬될 필요는 없다. 예를 들어, LC 분자들은 기판의 평면으로부터 약간 경사질 수 있다. 많은 유형의 LCD는 정렬 층이 최적 성능을 위한 예비 경사를 포함하도록 요구한다. 노광 정렬 층은 정렬 층을 노광할 때 UV 광의 입사각을 변경함으로써 예비 경사가 주어질 수 있다.
상기 설명에 비추어, 정렬 층을 노광하기 위한 효율적인 노광 시스템에 대한 필요성이 있다. 노광 시스템은 원하는 편광 상태로 편광된 가능한 많은 광을 송출해야 한다. 노광 시스템은 또한 예비 경사를 갖는 정렬 층의 노광을 허용하기 위해 비수직 입사각으로 정렬 층을 조사하도록 적응되어야 한다.
본 발명의 일 실시예는 광학 정렬 층을 목표 영역에서 노광하기 위한 광학 노광 시스템에 관한 것이다. 시스템은 목표 영역을 조사하는 제1 축에 대해 평행한 방향으로 신장된 광원을 포함한다. 제1 편광기가 광원으로부터 목표 영역으로 통과하는 광의 적어도 일부를 편광시키도록 배치된다. 편광 회전 보상 요소가 제1 편광기로부터 목표 영역으로 지향되는 광의 편광의 방위각 회전을 제어하도록 배치된다.
본 발명의 다른 실시예는 광학 정렬 층을 정렬하는 방법에 관한 것이다. 방법은 신장된 광원을 갖는 조사 유닛 내에서 광을 발생시키는 단계와, 제1 편광기를 사용하여 신장된 광원으로부터의 광을 편광시키는 단계를 포함한다. 광학 정렬 층은 편광에 의해 조사되고, 광학 정렬 층 상에 입사하는 편광의 방위각 편광 회전이 보상된다.
본 발명의 다른 실시예는 광학 정렬 층을 목표 영역에서 노광하기 위한 광학 노광 시스템에 관한 것이다. 시스템은 제1 축에 대해 평행한 방향으로 신장된 광원 및 광원으로부터 목표 영역으로 통과하는 조사 광의 적어도 일부를 편광시키도록 배치된 제1 편광기를 포함하는 조사 유닛을 포함하며, 조사 광의 조사 축은 목표 영역에서 비수직 경사각으로 입사하고, 비수직 경사각은 제1 축에 대해 평행한 방향으로 목표 영역을 가로지른 광의 편광의 방위각 회전을 감소시키도록 선택된다.
본 발명의 다른 실시예는 광학 정렬 층을 목표 영역에서 노광하기 위한 광학 노광 시스템에 관한 것이다. 시스템은 제1 축에 대해 평행한 방향으로 신장된 광원과, 광원으로부터 목표 영역으로 통과하는 광의 적어도 일부를 편광시키도록 배치된 제1 편광기를 포함한다. 편광 회전 보상 요소가 목표에 도달하고 제1 편광기 상에 입사하지 않은 광원으로부터의 광의 적어도 일부가 편광 회전 보상 요소 상에 입사하도록, 제1 편광기에 인접하여 배치된다. 제1 편광기를 거쳐 목표 영역에 입사한 광은 목표 영역을 가로질러 제1 방위각 편광 회전 프로파일을 갖고, 편광 보사 요소를 거쳐 목표 영역에 입사한 광은 제1 방위각 편광 회전 프로파일을 적어도 부분적으로 보상하는 제2 방위각 편광 회전 프로파일을 갖는다.
본 발명의 다른 실시예는 광학 정렬 층을 목표 영역에서 노광하기 위한 광학 노광 시스템에 관한 것이다. 시스템은 제1 축에 대해 평행한 방향으로 신장된 광원을 포함한다. 광은 광원에 의해 제1 축에 대해 직교하는 제2 축에 대해 평행한 방향으로 방출되어, 목표 영역에 입사한다. 제1 편광기가 광원으로부터 목표 영역으로 통과하는 광의 적어도 일부를 편광시키도록 배치된다. 반사 조립체가 광원과 목표 영역 사이에 배치된다. 반사 조립체는 제2 축에 대해 평행하지 않은 적어도 하나의 제1 반사 표면을 가져서, 광원으로부터 제2 축에 대해 평행하지 않은 방향으로 목표 영역으로 전파되는 적어도 일부의 광은 적어도 하나의 제1 반사 표면에 의해, 적어도 하나의 반사 표면에 의해 편향되기 전보다 제2 축에 대해 더욱 평행하게 편향된다.
본 발명의 다른 실시예는 목표 영역을 조사하는 방법에 관한 것이다. 방법은 제1 축에 대해 평행한 방향으로 신장된 광원으로부터 광을 방출하는 단계를 포함한다. 광원에 의해 제1 축에 대해 직교하는 제2 축에 대해 평행한 방향으로 방출된 광이 목표 영역에 입사한다. 광원으로부터 목표 영역을 향해 방출된 광의 적어도 일부가 편광된다. 광원에 의해 제2 축에 대해 평행하지 않은 방향으로 방출된 광은 제1 및 제2 축에 대해 평행하지 않은 적어도 하나의 제1 반사 표면을 사용하여 반사식으로 편향되어, 편향된 광은 적어도 하나의 반사 표면에 의해 편향되기 전보다 제2 축에 대해 더욱 평행한 방향으로 전파된다.
본 발명의 상기 요약은 본 발명의 각각의 도시된 실시예 또는 모든 실시예를 설명하려는 의도는 아니다. 도면 및 다음의 상세한 설명이 이러한 실시예를 더욱 구체적으로 예시한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예에 대한 다음의 상세한 설명을 고려하면 더욱 완전하게 이해될 수 있다.
도1A 및 도1B는 정렬 층을 노광하기 위한 종래의 편광 노광 시스템의 일 실시예를 개략적으로 도시한다.
도2A는 편광기 상에 기울어져서 입사한 광에 대한 편광 평면의 방위각 회전을 개략적으로 도시한다.
도2B는 노광 영역의 모서리에서의 편광 회전을 도시하는, 도1A 및 도1B에 도시된 시스템의 평면도를 개략적으로 도시한다.
도2C는 기판의 모서리의 비대칭 조사를 도시하는, 도1A 및 도1B에 도시된 시스템의 단부도를 개략적으로 도시한다.
도3A는 본 발명의 원리에 따른 UV 노광 시스템의 일 실시예를 개략적으로 도시한다.
도3B는 노광되는 기판을 가로지른 상이한 지점들에서의 광에 대한 편광 상태를 도시하는, 도3A에 도시된 시스템의 평면도를 개략적으로 도시한다.
도3C는 본 발명의 원리에 따른 UV 노광 시스템의 다른 실시예를 개략적으로 도시한다.
도4A는 본 발명의 원리에 따른 UV 노광 시스템의 다른 실시예를 개략적으로 도시한다.
도4B는 노광되는 기판을 가로지른 상이한 지점들에서의 광에 대한 편광 상태를 도시하는, 도4A에 도시된 시스템의 평면도를 개략적으로 도시한다.
도4C는 본 발명의 원리에 따른 UV 노광 시스템의 다른 실시예를 개략적으로 도시한다.
도5는 노광되는 기판에 대해 경사진 종래 기술의 UV 노광 시스템을 개략적으로 도시한다.
도6A 및 도6B는 노광되는 기판을 가로지른 위치 상의 방위각 편광의 의존성 및 경사각을 도시하는 그래프를 제시한다.
도7A 내지 도7C는 본 발명의 원리에 따른 경사진 UV 노광 시스템의 실시예를 개략적으로 도시한다.
도8은 다양한 경사각에 대한 기판을 가로지른 위치의 함수로서 방위각 편광 회전을 도시하는 그래프를 제시한다.
도9A 및 도9B는 다양한 경사각 및 보상기 각도에 대한 기판을 가로지른 위치의 함수로서 방위각 편광 회전을 도시하는 그래프를 제시한다.
도10A 및 도11A는 본 발명의 원리에 따른 UV 노광 시스템의 상이한 실시예들을 개략적으로 도시한다.
도10B 및 도10C는 도10A에 도시된 노광 시스템의 다양한 경사각 및 편광기 각도에 대한 기판을 가로지른 위치의 함수로서 방위각 편광 회전을 도시하는 그래프를 제시한다.
도11B 및 도11C는 도11A에 도시된 노광 시스템의 다양한 경사각 및 플레이트 각도에 대한 기판을 가로지른 위치의 함수로서 방위각 편광 회전을 도시하는 그래프를 제시한다.
도12A 및 도12B는 본 발명의 원리에 따른, 반사식 집광기를 포함하는 UV 노광 시스템의 일 실시예를 개략적으로 도시한다.
도12C 및 도12D는 본 발명의 원리에 따른, 반사식 집광기의 일 실시예를 개략적으로 도시한다.
도12E는 본 발명의 원리에 따른, 반사식 집광기를 포함하는 UV 노광 시스템의 다른 실시예를 개략적으로 도시한다.
도13 및 도14는 도12A 및 도12B에 도시된 바와 같은 UV 노광 시스템에 의해 생성되어 측정된 조사 프로파일을 도시하는 그래프이다.
도15는 도1A 및 도1B에 도시된 바와 같은 UV 노광 시스템에 의해 생성되어 측정된 조사 프로파일을 도시하는 그래프이다.
도16A 및 도16B는 본 발명의 원리에 따른, 반사식 집광기를 포함하는 UV 노광 시스템의 다른 실시예를 개략적으로 도시한다.
도17은 도16A 및 도16B에 도시된 노광 시스템의 조사 프로파일의 도1A 및 도1B에 도시된 노광 시스템의 조사 프로파일과의 계산된 비교를 도시하는 그래프이다.
도18은 도16A 및 도16B에 도시된 시스템에 의해 발생된 노광 광의 계산된 각도 의존성을 도시하는 그래프이다.
도19는 도1A 및 도1B에 도시된 시스템과 비교된 도16A 및 도16B에 도시된 시스템에 의해 발생된 노광 광의 계산된 횡단 웨브 각도 의존성을 도시하는 그래프이다.
도20A 내지 도20C는 조사 광의 하향 웨브 편향을 구속하기 위한 상이한 방법들을 사용하는, 3가지 상이한 유형의 노광 시스템을 개략적으로 도시한다.
도21A는 위치의 함수로서 도20A 내지 도20C에 도시된 노광 시스템에 대한 하향 웨브 조사 프로파일을 도시하는 그래프를 제시한다.
도21B는 입사각의 함수로서 도20A 내지 도20C에 도시된 노광 시스템에 대한 하향 웨브 조사 프로파일을 도시하는 그래프를 제시한다.
도22A는 상이한 슬릿 개구 크기에 대한, 위치의 함수로서 도20B의 노광 시스템에 대한 하향 웨브 조사 프로파일을 도시하는 그래프를 제시한다.
도22B는 상이한 슬릿 개구 크기에 대한, 입사각의 함수로서 도20B의 노광 시스템에 대한 하향 웨브 조사 프로파일을 도시하는 그래프를 제시한다.
본 발명이 다양한 변형 및 대안적인 형태로 보정될 수 있지만, 그의 세부 사항은 도면에 예시적으로 도시되었고 상세하게 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 본 발명을 설명되는 특정 실시예로 제한하지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 대조적으로, 첨부된 청구범위에 의해 한정되는 바와 같은 본 발명의 취지 및 범주 내에 드는 모든 변형, 등가물, 및 대안을 포함하도록 의도된다.
본 발명은 광학 노광 시스템에 적용될 수 있고, 특히 편광에 대한 노광에 대 해 비등방성 응답을 갖는 재료를 사용하여 정렬 층을 형성하기 위해 사용되는 노광 시스템에 적용될 수 있다. 그러한 재료는 비등방성 흡수 재료 및 선편광성 중합체를 포함한다.
종래의 UV 노광 시스템(100)의 개략도가 도1A에 도시되어 있고, 대응하는 측면도가 도1B에서 제시된다. 선형 UV 광원(102)이 기판(104) 위에 위치된다. 기판(104)은 UV 광에 노광되는 중합체 층(105)을 포함한다.
직교 좌표계가 시스템(100)을 설명하는 것을 돕기 위해 정의될 수 있다. 기판의 평면은 x-y 평면으로서 정의되고, 기판에 대한 수직선은 z-축에 대해 평행하다. 기판(104)은 예를 들어 x-방향으로 광원에 대해 병진 이동될 수 있다. 몇몇 경우에, 기판(104)은 x-방향으로 연속적으로 공급되는 중합체 웨브이다. 그러한 경우에, 선형 UV 광원(102)의 축에 대해 평행한 y-방향은 종종 횡단 웨브 방향으로 지칭된다.
광원(102)은 UV 광(106)을 발생시키고, 그 중 일부는 기판(104) 상에 직접 입사한다. 반사기(108)가 UV 광원(102) 가까이 위치되어 UV 광을 기판(104)을 향해 반사시키고, 따라서 UV 광원(102)으로부터 기판(104) 상에 입사하는 UV 광(106)의 양을 증가시킨다. 제1 개구(110)가 베인의 제1 쌍(112) 사이에 형성된다. 제2 개구(114)가 베인의 제2 쌍(116) 사이에 형성된다. 2개의 개구(110, 114)는 기판(104) 상에 입사하는 x-z 평면 내의 광(106)의 편향각을 한정한다. 광(106)의 편향을 선형 UV 광원(102)의 축에 대해 평행한 y-z 평면 내로 구속하기 위한 개구 또는 베인은 존재하지 않는다.
편광기(118)가 베인 쌍(116, 118)들 사이에 배치되어, 기판(104) 상에 입사하는 광(106)을 편광시킨다. 편광기(118)는 입사광을 편광시키기 위해 브루스터(Brewster) 효과에 의존한다. p-편광이 브루스터 각도로 하나의 층 상에 입사할 때, 광은 실질적으로 손실이 없이 투과된다. s-편광이 브루스터 각도로 하나의 층 상에 입사할 때, s-편광의 상당 부분이 반사되지만, 현저한 투과도 있다. 편광기(118)의 여러 층을 통한 광(106)의 통과는 p-편광에 대한 효과는 거의 갖지 않지만, s-편광의 강도는 편광기(118)의 각각의 층에서의 추가의 반사 효과로 인해 현저하게 감소된다. 따라서, 편광기(118)는 대부분 p-편광된 비임을 투과시키고, 대부분 s-편광된 비임을 반사한다. 도1A 및 도1B에 도시된 특정 기하학적 특징에 대해, 그리고 광원(102)으로부터 기판(104) 상에 수직으로 입사한 광에 대해, p-편광은 x-z 평면에 대해 평행하게 편광되고, 사실상 x-방향으로의 그의 전기 벡터를 가지고 편광된다. 편광기(118)로부터 반사된 s-편광은 기판(104) 상으로의 입사가 차단되어, p-편광만이 기판(104)에 도달한다.
시스템(100)은 기판(104)을 노광하기 위해 사용되는 p-편광에 의해서만 작동할 필요는 없다. 다른 실시예에서, 편광기(118)로부터 반사된 s-편광은 기판(104) 상에 입사할 수 있지만, p-편광은 차단된다. 또한, 편광기(118) 또는 편광기(118)의 섹션들이 p-편광이 y-z 평면 내에 놓이도록 z-축에 대해 90°로 회전될 수 있다.
그러나, 기판(104) 상에 입사하는 p-편광 UV 광(106)의 편광은 시스템(100)이 사용될 때 기판(104)의 폭을 가로질러 균일하지 않다. 이는 이제 도2A 내지 도 2C를 참조하여 설명된다. 먼저, 도2A에 개략적으로 도시된 바와 같이, 맥닐(MacNeille) 편광기 상의 기울어진 입사의 효과를 고려한다. 편광기 표면(250)은 각도(θp)로 경사진다. 평행 점선(252)들이 예시 목적으로 표면(520) 상에 도시되어 있다. 표면(250) 상의 점선(254)은 선(252)에 대해 직교한다. 선(256)은 표면(250)에 대해 수직이다. 광선(258)은 표면 상에 입사하고 수직선(256) 및 선(252)을 포함하는 평면에 대해 평행하다. 결과적으로, 입사 평면에 대해 평행한 p-편광(260)의 평면은 선(252)에 대해 평행하다. 기울어진 광선(262)은 표면 상에 입사하지만 수직선(256) 및 선(252)을 포함하는 평면에 대해 평행하게 놓이지 않는다. 결과적으로, 입사 평면에 대해 평행한 p-편광(264)의 평면은 선(252)에 대해 평행하게 놓이지 않는다. 따라서, 기울어진 광선의 편광 평면은 입사 평면이 편광기의 표면에 대해 수직으로 놓인 광선과 비교하여 방위각이 회전된다.
이제 UV 노광 시스템(202)이 기판(204)을 가로질러 놓여 있는 것으로 개략적으로 도시된 도2B를 고려한다. 광의 편광은 기판(204)을 가로질러 변한다는 것이 발견되었다. 기판(204)의 중심에서의 광의 편광 방향(206)은 필요하다면 x-방향에 대해 실질적으로 평행하게 지향된다. 그러나, 기판의 모서리에서, 편광의 방향은 회전된다. 예를 들어, 기판(204)의 우측 모서리에서, 광의 편광 방향(208)은 중심 편광(206)에 대해 시계 방향으로 회전된다. 기판(204)의 좌측 모서리에서, 광의 편광 방향(210)은 중심 편광(206)에 대해 반시계 방향으로 회전된다.
기판을 가로지른 편광의 회전은 다음의 이유로 발생하는 것으로 믿어진다. 먼저, 도2B에 대해, 기판을 가로지른 임의의 특정 지점은 수직 입사광으로만 조사되지 않고 기판의 지점 바로 위에 있지 않은 광원(212)의 부분으로부터 유래하는 광으로 조사된다. 예를 들어, 기판(204)의 중심 지점(214)은 수직 입사광(216)에 의해 그리고 우측으로부터의 기울어진 입사광(218) 및 좌측으로부터의 기울어진 입사광(220)에 의해 조사된다. 그러나, 기판의 모서리는 일 측면으로부터의 광에 의해서만 기울어져서 조사된다. 예를 들어, 기판(204)의 우측의 지점(224)은 수직 입사광(226) 및 지점(224)의 좌측으로부터 유래하는 기울어진 입사광(230)에 의해 조사된다. 또한, 기판(204)의 우측의 지점(234)은 수직 입사광(236) 및 지점(234)의 우측으로부터 유래하는 기울어진 입사광(238)에 의해 조사된다. 기판(204) 중심의 조사에 비해, 기판(204) 모서리의 조사의 이러한 대칭성의 결여는 기판 상에 입사하는 광의 편광의 방위각 회전의 이유로 믿어진다.
광선(218, 220, 230, 238)과 같이, 기판(204) 상에 기울어져서 입사하는 광이 편광기(228) 상에 입사할 때, 입사 평면은 광선(216, 226, 236)과 같이, 기판(204) 상에 수직으로 입사하는 광에 대한 입사 평면과 다르다. 결과적으로, p-편광 및 s-편광된 기울어진 광선에 대한 편광 평면은 p-편광 및 s-편광된 수직 입사 광선에 대한 편광 평면에 대해 회전된다. 이러한 효과는 미국 특허 제6,486,997호에 상세하게 설명되어 있다. 결과적으로, 좌측으로부터 기판(204) 상에 기울어져서 입사하는 광선, 예를 들어 광선(220, 230)의 편광 방향은 x-방향에 대해 시계 방향으로 회전된다. 회전량은 광선이 수직 입사 방향, 즉 z-축에 대해 이루는 각도에 의존한다. 유사하게, 우측으로부터 기판(204)에 기울어져서 입사하 는 광선, 예를 들어 광선(218, 238)의 편광 방향은 x-방향에 대해 반시계 방향으로 회전된다. x-y 평면 내에서의 편광의 회전은 방위각 회전으로 지칭된다.
기판(204)의 중심 내의 지점(214)은 수직 입사 광선(216)은 물론, 광선(218, 220)과 같은 우측 및 좌측으로부터의 기울어진 광선에 의해 대칭으로 조사된다. 순 효과는 지점(214)에서 노광되는 정렬 층의 편광이 x-방향에 대해 평행한 것이다. 다른 한편으로, 기판(204)의 우측 모서리의 지점(224)은 수직 입사광(226) 및 좌측으로부터의 기울어진 입사광(230)에 의해 조사되고, 따라서 노광되는 정렬 층에 대한 순 효과는 x-방향에 대해 시계 방향으로 회전된 편광 방향이다. 기판의 좌측 모서리의 지점(234)은 수직 입사광(236) 및 우측으로부터의 기울어진 입사광(238)에 의해 조사되고, 따라서 노광되는 정렬 층에 대한 순 효과는 x-방향에 대해 반시계 방향으로 회전된 편광 방향이다.
30 cm의 폭을 갖는 기판을 노광하는 25 cm 길이의 단일 광원(25)을 갖는 UV 조사 시스템에 대해, 노광되는 정렬 층의 편광 방향은 많은 정렬 층 용도에 대해 허용 불가능한 약 15°까지 변할 수 있다. 기판의 모서리에서 편광의 회전을 감소시키기 위한 한 가지 접근은 모서리들이 우측 및 좌측으로부터의 기울어진 광에 의해 균일하게 조사되도록, 광원을 기판의 모서리를 넘어 충분히 연장시키는 것이다. 그러나, 이는 광 및 에너지를 낭비하고, 그러므로 비효율적이다. 다른 접근은 기울어진 광을 차단하여, 기판의 모서리로 도달하는 것을 방지하는 것이다. 이러한 접근 또한 광을 낭비한다.
기판의 모서리에서 편광의 회전을 감소시키기 위한 다른 접근은 모서리 반사 기를 포함하는 것이다. 그러나, 많은 반사기들은 실질적으로 완벽하지 않고, 강도의 손실이 반사 표면에서 발생한다. 노광되는 정렬 층의 편광 방향은 여전히 많은 정렬 층 용도에 대해 허용 불가능한 각도까지 변할 수 있다.
높은 광 효율을 유지하면서, 편광의 방위각 회전을 감소시키기 위한 여러 접근들이 아래에서 설명된다.
편광의 방위각 회전을 감소시키기 위한 한 가지 접근이 이제 도3A 및 도3B를 참조하여 설명된다. 이러한 접근에서, 노광 시스템(300)은 직렬로 위치된 2개의 편광기(318a, 318b)를 포함한다. 편광기는 브루스터 각도에서 다중 유전 층에 의존하는 편광기(맥닐 편광기로도 지칭됨), "편광판 다발" 또는 와이어 그리드 편광기를 포함한, 임의의 적합한 유형의 편광기일 수 있다.
선형 광원(302)에 의해 발생된 광(306)은 베인의 쌍(312, 316)들에 의해 한정된 개구(310, 314)를 통과한다. 선형 광원(302)은 또한 실질적으로 단일 축을 따라 놓인 복수의 선광원을 포함할 수 있다. 이러한 설명의 목적으로, 광원(102)은 단일 광원 또는 실질적으로 단일 축을 따라 놓인 하나 이상의 광원을 지칭할 수 있다. 만곡된 반사기(308)가 기판(304)을 향해 광을 반사시키도록 UV 광원(302) 가까이 위치될 수 있다. 광(306)은 기판(304) 상에 입사하기 전에 제1 편광기(318a)와 그 다음 제2 편광기(318b)를 통과한다. 광원(302)에 의해 생성된 광은 화학선이고, 바꾸어 말하면 이는 기판(304) 상의 정렬 층 내에서 화학 작용을 생성하는 파장을 갖는다. 일반적인 유형의 정렬 층에 대해 적합한 광원(302)의 일례는 UV 램프이다.
광원(306)은 편광 회전이 감소된 채로 기판(304) 상에 입사한다. 2개의 편광기(318a, 318b)들은 제2 편광기(318b)에 의해 유도되는 방위각 회전이 제1 편광기(318a)에 의해 유도되는 방위각 회전을 보상하도록 선택된, 상이한 콘트라스트비를 가질 수 있다. 기판(304)을 가로지른 상이한 지점들에서의 순 편광이 도3B에 도시되어 있다. 중심(326), 우측 모서리(328), 및 좌측 모서리(330)에서의 광에 대한 편광 상태는 실질적으로 동일하고, x-방향에 대해 평행하다. 편광기(318a, 318b)의 콘트라스트비의 유용한 값을 결정하기 위한 한 가지 접근은 각각의 접속부에서의 프레넬 반사 및 투과 계수를 계산하고, 광원(302)으로부터 기판(304)으로 전파되는 상이한 광선들의 편광 상태를 계산하는 것이다.
다른 접근이 이제 도4A 및 도4B를 참조하여 설명된다. 이러한 접근에서, 노광 시스템(400)은 평행하게 위치되고 서로로부터 반대 방향으로 경사진 2개의 편광기(418a, 418b)를 포함한다. UV 광원과 같은 선형 광원(402)에 의해 발생된 광(406)은 베인(412, 416)에 의해 한정된 개구(410, 414)를 통과한다. 반사기(408)가 기판(404)을 향해 광을 반사시키도록 광원(402) 가까이 위치될 수 있다. 광의 일부(406a)는 제1 편광기(418a)를 통해 기판(404)으로 통과하고, 다른 광(406b)은 제2 편광기(418b)를 통해 기판(404)으로 통과한다.
2개의 편광기(418a, 418b)들이 반대 방향으로 경사지므로, 제1 편광기(418a)에 의해 유도되는 방위각 편광 회전의 방향은 제2 편광기(418b)에 의해 유도되는 방위각 편광 회전의 방향과 다르다. 따라서, 제1 편광기(418a)를 통과하는 기울어진 제1 광선은 시계 방향으로 회전된 그의 편광 방향을 가질 수 있고, 제2 편광 기(418b)를 통과하는 동일한 기울어진 광선은 반시계 방향으로 동일한 양만큼 회전된 그의 편광 방향을 갖는다. 따라서, 제1 편광기(418a)를 통과한 광(406a)은 편광 방향(426a, 428a, 430a)에 의해 도시된 기판(404)을 가로지른 방위각 편광 회전 프로파일로 기판(404) 상에 입사한다. 기판(404)의 중심에서, 광(406a)은 x-축에 대해 평행하게 편광된다. 기판(404)의 우측 모서리에서, 광(406a)은 x-방향에 대해 대체로 반시계 방향 회전(428a)으로 편광된다. 유사하게, 기판(404)의 좌측 모서리에서, 광(406a)은 x-방향에 대해 대체로 시계 방향 회전(430a)으로 편광된다.
또한, 제2 편광기(418b)를 통과한 광(406b)은 편광 방향(426b, 428b, 430b)에 의해 도시된 기판(404)을 가로지른 방위각 편광 회전 프로파일로 기판(404) 상에 입사한다. 기판(404)의 중심에서, 광(406b)은 x-축에 대해 평행하게 편광된다. 기판(404)의 우측 모서리에서, 광(406a)은 x-방향에 대해 대체로 시계 방향 회전(428b)으로 편광된다. 유사하게, 기판(404)의 좌측 모서리에서, 광(406a)은 x-방향에 대해 대체로 반시계 방향 회전(430b)으로 편광된다.
기판(404)이 x-방향으로 이동되므로, 기판(404) 상의 동일한 지점은 제1 편광기(418a)를 통과한 광(406a) 및 제2 편광기(418b)를 통과한 광(406b)에 노광된다. 따라서, 그의 모서리에서, 기판(404)은 시계 방향 방위각 편광 회전을 갖는 광과 반시계 방향 방위각 편광 회전을 갖는 광에 노광된다. 제1 편광기(418a)를 통과한 광(406a)의 양이 제2 편광기(418b)를 통과한 광(406b)의 양과 동일하면, 순 효과는 기판(404)의 모서리에 입사하는 광이 x-방향에 대해 평행하게 편광되는 것이다. 따라서, 제1 편광기(418a)로부터 발생하는 방위각 편광 회전 프로파일은 제 2 편광기(418b)로부터 발생하는 방위각 편광 회전 프로파일을 보상한다고 말할 수 있고, 그 반대도 가능하다.
기판을 가로지른 상이한 지점들에 대한 광의 편광의 방위각 회전은 p-편광에 대해 고유하지 않으며, 아울러 s-편광이 사용될 때 발생된다. 도3A 및 도4A의 설명이 위에서 기판 상에 입사하는 p-편광의 방위각 편광 회전을 감소시키기 위한 다양한 접근을 언급했지만, s-편광의 방위각 편광도 보상될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 도3C에 개략적으로 제시된 노광 시스템(330)에서, s-편광은 2개의 맥닐 편광기(318a, 318b)에서의 연속적인 반사에 의해 기판으로 지향될 수 있고, 이 때 제1 편광기(318a)의 반사각의 방향은 제2 편광기(318b)의 반사각의 방향과 반대이다. 다른 예에서, 도4C에 개략적으로 도시된 노광 시스템(430)에서, 2개의 편광기(418a, 418b)가 방위각 편광 회전을 감소시키도록 사용될 수 있고, 이 때 편광기(418a, 418b)에 의해 반사되는 s-편광(406a, 406b)은 기판(404) 상에 입사하고, p-편광은 베인(416)에 의해 차단된다.
상대 경사가 예를 들어 이제 도5를 참조하여 설명되는 바와 같이, 노광 시스템과 기판 사이에서 유도될 수 있다. 상대 경사를 도입하는 한 가지 장점은 이후의 정렬 층에 예비 경사를 도입하는 방식으로 정렬 층을 노광하는 것이다. 상대 경사는 기판 또는 노광 시스템을 회전시킴으로써 도입될 수 있다. 기판이 필름의 연속 이동 웨브에 의해 형성되는 많은 제조 시스템에서, 노광 시스템을 경사지게 하는 것이 종종 더 용이하다. 경사가 본원에서 언급되지만, 경사는 노광 시스템 또는 기판, 또는 이들 모두를 경사지게 함으로써 도입될 수 있다는 것이 이해되어 야 한다.
종래 기술의 경사식 노광 시스템(500)은 UV 광(506)으로 기판(504)을 조사하는 선형 UV 광원(502)을 포함한다. 반사기(508)가 기판(504)을 향해 광을 반사시키도록 사용될 수 있다. 광(506)은 베인(512, 516)의 쌍에 의해 한정된 개구(510, 514)를 통과한다. 단일 편광기(518)가 베인(512, 516)의 쌍 사이에 위치된다. 각도(θ)는 노광 시스템(500)의 축(520)과 기판(504)에 대한 수직선 사이의 각도로서 정의된다.
편광 방향의 방위각 회전은 이제 도6A 및 도6B를 참조하여 설명되는 바와 같이, 노광 시스템과 노광되는 기판 사이의 경사각에 의존한다는 것이 발견되었다. 엘시콘 옵토얼라인(Elsicon OptoAlign)™ 시스템의 편광의 방위각 회전이 다음의 절차를 사용하여 측정되었다. 유리 슬라이드가 정렬 층으로서 선편광 가능한 중합체(스위스 베젤 소재의 훈쯔만 어드밴스트 매티리얼즈(Huntsman Advanced Materials)에 의해 제조된 스타얼라인(Staralign) 2110)로 스핀 코팅되었고, 그 다음 오븐 내에서 10분 동안 180℃에서 어닐링되었다. 유리 슬라이드의 섹션들이 차폐되었고, 그 다음 기판을 가로지른 상이한 위치에 대응하는 다양한 위치에서 다양한 경사각으로 노광되었다. 액정 중합체(LCP: 훈쯔만 어드밴스트 매티리얼즈에 의해 제조된 CB 483)가 그 다음 노광 정렬 층 상에 스핀 코팅되었고, 5분 동안 50℃에서 어닐링되었다. LCP 층은 그 다음 자외선에 의한 플러드(flood) 노광에 의해 가교 결합되었다. 유리 슬라이드 상의 LCP 층의 배향은 그 다음 타원계를 사용하여 측정되었다. 이러한 측정의 정확도는 방위각 편광 회전각이 ±1° 내에 있는 것으로 추정된다.
이러한 절차를 사용하여 결정된 LCP 층의 방위각 배향은 0°, 10°, 25°, 45°, 및 55°의 경사각에 대해, 기판을 가로지른 유효 위치에 대해 도시된 도6A에 도시되어 있다. 곡선(602)의 수직 입사에서, 방위각 회전은 기판을 가로질러 약 12° 내지 약 -12°까지 가장 많이 표시되어 있다. 경사각이 증가함에 따라, 방위각 회전의 양은 감소한다. 25°의 경사각에 대해, 방위각 편광 회전의 방향은 수직 입사에서와 동일하고, 기판의 중심의 좌측으로의 위치에 대해 양이고, 중심의 우측으로의 위치에 대해 음이다. 그러나, 45°이상의 경사각에 대해, 방위각 편광 회전의 방향은 변하고, 중심의 좌측으로의 위치에 대해 음이고, 중심의 우측으로의 위치에 대해 양이다. 이는 대략 35°의 경사각에서, 방위각 편광 회전은 기판의 폭을 가로질러 0에 가깝다고 제안한다.
이는 기판을 가로지른 상이한 위치들에 대해, 경사각에 대한 회전의 방위각을 도시하는 도6B에서 더욱 쉽게 알 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 방위각 회전의 확산은 약 35°의 경사각에서 최소가 된다. 따라서, 방위각 편광 회전의 효과는 경사각의 신중한 선택에 의해 제거되지는 않더라도 감소될 수 있다.
UV 노광 시스템을 경사지게 하는 것에 의한 방위각 편광 회전의 보상은 비효율적인 것임에도 불구하고 제2 맥닐 편광기로서 작용하는 기판에 의한 것으로 믿어진다. 입사광과 기판 사이의 각도(θ)가 편광기와 입사광 사이의 각도(θ1)에 대해 반대 방향을 가지므로, 기판의 굴절은 도3A에 도시된 시스템의 제2 편광기와 유사한 방식으로 작용한다.
방위각 편광 회전의 경사각은 정렬 층의 굴절 지수 및 편광기의 각도(θ1)를 포함하지만 그에 제한되지 않는 다양한 인자에 의존하여 보상된다. 따라서, 최소의 방위각 편광 회전을 제공하기 위해 도6B에 대해 전술한 35°의 경사각의 값은 노광 시스템의 작동 조건에 의존하는 값으로 이해되어야 한다.
그러나, 방위각 편광 회전을 보상하기 위한 이러한 접근은 하나의 특정 경사각에 대한 보상만을 제공한다. 광원이 기판에 대해 경사질 때 방위각 편광 회전을 보상하기 위한 다른 접근이 이제 도7A 및 도7B를 참조하여 설명된다. 노광 시스템(700)에서, 램프(702)로부터의 광(706)은 제1 편광기(718)를 통해 기판(704) 상에 입사한다. 중심 광선(706a)은 기판(704) 상에 입사하는 광의 평균 방향으로 정의된다. 두 세트의 베인(710, 714)이 기판(704) 상에 입사하는 광(706)의 편향을 감소시키도록 선택적으로 사용될 수 있다.
2가지 각도가 도면에서 정의된다. 제1 각도(θ1)는 기판(704)에 대한 노광 시스템(700)의 경사각이고, 광원(702)으로부터의 중심 광선(706a)과 기판(704)에 대한 수직선(720) 사이의 각도로서 정의된다. 도7A에서, 경사각(θ1) = 0°이고, 도7B에서, 조사 시스템(700)은 0이 아닌 경사각(θ1)을 형성하도록 회전되었다.
광학적으로 투명한 요소(722)가 적어도 하나의 표면(724)이 표면(724)에 대한 수직선과 중심 광선(706a) 사이의 제2 각도(θ2)를 형성하여 배치된다. 광학적으로 투명한 요소(772)는 광(706)을 기판(704)으로 통과시키는 임의의 적합한 투명 요소일 수 있다. 광학적으로 투명한 요소(722)는 예를 들어 석영 또는 용융 실리카 플레이트와 같은 하나 이상의 플레이트의 적층체일 수 있다. 광학적으로 투명 한 요소(722)는 또한 편광기, 예를 들어 맥닐 편광기 또는 와이어 그리드 편광기일 수 있다. 광학적으로 투명한 요소(722)는 제1 편광기(718)와 개구 플레이트(714) 사이에 또는 개구 플레이트(714)와 기판(704) 사이에 배치될 수 있다.
광학적으로 투명한 요소(722)는 또한 예를 들어 제1 편광기(718)가 도7C에 개략적으로 도시된 바와 같이 s-편광을 기판(704)으로 반사시키도록 사용되는 다른 실시예에서 사용될 수 있다. 그러한 경우에, 광학적으로 투명한 요소(722)는 제1 편광기(718)와 기판(704) 사이에서, s-편광(706b)의 경로 내에 위치될 수 있다.
도3A 및 도3B를 참조한 상기 설명에서, 광학적으로 투명한 요소(722)가 제2 편광기인 경우에, θ1 = 0°일 때, 방위각 편광 회전은 제2 편광기가 바르게 선택되면 보상될 수 있다는 것을 상기해야 한다. 제2 편광기(722)의 올바른 선택은 콘트라스트비와 각도(θ2)의 선택을 포함한다. 전체 노광 시스템(700)이 경사각(θ1)을 증가시키기 위해 기판(704)에 대해 경사질 때, θ1 및 θ2가 일정하게 유지되면, 시스템은 더 이상 기판을 가로지른 방위각 편광 회전을 보상하지 않는 것이 발견되었다. 그러나, 제2 편광기는 방위각 편광 회전이 보상되는 지점으로 회전되어 θ2를 변화시킬 수 있다. 경사각(θ1)은 다른 값으로 변화될 수 있다. 제2 편광기의 부수적인 회전은 방위각 편광 회전에 대한 보상을 실질적으로 유지한다. 표 1은 실질적으로 0의 방위각 편광 회전을 유지하기 위한, 경사각(θ1) 및 제2 편광기 각도(θ2)에 대한 계산값을 제시한다. 제2 편광기 각도(θ2)는 경사각이 0일 때 방위가 편광 회전을 보상하는 값에 대해 주어진다.
보상된 방위각 편광 회전에 대한 경사각 및 제2 편광기 각도의 조합
경사각(θ1) 제2 편광기 각도(θ2)
0° 0°
30° 42°
45° 56°
광학적으로 투명한 요소(722)는 제2 맥닐 편광기일 필요는 없지만, 다른 요소, 예를 들어 하나 이상의 석영 플레이트 또는 와이어 그리드 편광기가 사용될 수 있다.
예1
도8은 광학적으로 투명한 요소(722)가 와이어 그리드(WG) 편광기인 경우의 횡단 웨브 위치의 함수로서 방위각 편광 회전을 도시하는 그래프를 제시한다. 방위각 편광 회전의 값은 도6A 및 도6B에 관해 전술한 기술을 사용하여 측정되었다. 경사 및 제2 각도의 값이 도8에 도시된 각각의 곡선에 대해 표 2에 제공되어 있다.
도8의 경사각 및 WG 편광기 각도의 조합
곡선 번호 경사각(θ1) WG 편광기 각도(θ2)
802 0° 15°
804 15° 15°
806 30° 15°
도8은 경사각(θ1)이 0이고 WG 편광기가 θ2 = 15°로 설정되었을 때, 편광의 방위각 회전이 기판의 폭에 걸쳐 1° 미만인 것을 도시한다. 이러한 결과들의 보간은 경사각(θ1)이 2°내지 10°의 범위 내에 있을 때, 방위각 회전이 보상된다고 제안한다. WG 편광기는 상이한 경사각에서 방위각 편광 회전에 대한 보상을 제공하기 위해 다른 값의 θ2로 경사질 수 있다는 것이 이해될 것이다.
예2
도9A 및 도9B는 광학적으로 투명한 요소(722)가 두께가 각각 3.2 mm 5개의 석영 플레이트의 적층체인 경우의 횡단 웨브 위치에 대해 측정된 방위각 편광 회전을 도시하는 그래프를 제시한다. 방위각 편광 회전의 값은 도6A 및 도6B에 관해 전술한 기술을 사용하여 측정되었다. 경사 및 제2 각도의 값은 도시된 각각의 곡선에 대해 표 3에 제공되어 있다.
도9A 및 도9B의 경사각 및 석영 플레이트 각도의 조합
곡선 번호 경사각(θ1) 제2 각도(θ2)
902 0° +30°
904 0° 0°
906 0° -30°
912 45° -30°
914 45° +30°
도9A는 경사각(θ1)이 0이고 석영 플레이트가 θ2 = -30°로 설정되었을 때, 편광의 방위각 회전이 기판의 폭에 걸쳐 약 ±1° 미만인 것을 도시한다. 이러한 결과들의 보간은 제2 각도(θ2)가 -30° 내지 -40°의 범위 내에 있을 때, 방위각 회전이 수직 입사에 대해 보상된다고 제안한다.
도9B는 경사각(θ1)이 45°이고 석영 플레이트가 θ2 = -30°로 설정되었을 때, 편광의 방위각 회전이 기판의 폭에 걸쳐 약 ±2° 미만인 것을 도시한다. 이러한 결과들의 보간은 경사각이 45°이고 제2 각도(θ2)가 -5° 내지 -15°의 범위 내의 값을 가질 때, 방위각 회전이 보상된다고 제안한다. 석영 플레이트의 적층체는 상이한 경사각에서 방위각 편광 회전에 대한 보상을 제공하기 위해 다른 값의 θ2로 경사질 수 있다.
따라서, 광학적으로 투명한 요소(722)는 상이한 경사각에서 광원의 방위각 편광 회전을 보상하기 위한 편광 요소로서 효과적으로 사용될 수 있다. 또한, 예3 및 예4에서 이제 설명되는 바와 같이, 맥닐 및 WG 편광기와 석영 플레이트의 적층체를 포함한 상이한 유형의 광학 요소들이 보상 요소로서 사용될 수 있다.
예3
UV 노광 시스템의 다른 구성이 도10A에 개략적으로 제시되어 있다. 노광 시스템(1000)은 기판(1006) 상에 입사하는 광의 편향을 한정하기 위한 시준 슬릿(1004)의 배열을 갖는 램프 조립체(1002)를 포함한다. 단일 와이어 그리드 편광기(1008)가 램프 조립체(1002)와 기판(1006) 사이에 배치된다. 미국 특허 출원 공개 제2004/0008310 A1호에서, 램프 조립체(1002)가 수직 입사(θ1 = 0°)로부터 멀리 경사질 때 상이한 편광기 각도(θ2)가 사용될 수 있다고 제안된다. 이러한 가능성은 복수의 상이한 경사각(θ1) 및 편광기 각도(θ2)에 대해 기판(1006) 상에 입사하는 광의 방위각 편광을 측정함으로써 조사되었다.
도10B는 40°의 경사각(θ1)과, -30°(곡선 1010), 0°(곡선 1012), 및 +30°(곡선 1014)의 편광기 각도(θ2)에 대한 기판(1006)을 가로지른 편광의 측정된 방위각 회전을 도시한다. 데이터로부터 알 수 있는 바와 같이, 방위각 편광 회전은 WG 편광기(1008)가 0°로부터 +30°로 회전될 때 약간 감소되지만, 여전히 기판을 가로지른 실질적인 편광 회전이 있다. WG 편광기(1008)를 -30°로 회전시키는 것은 방위각 편광 회전을 증가시킨다.
도10C는 WG 편광기(1008)가 0°의 편광기 각도로 설정되고 경사각(θ1)이 0°(곡선 1020), 20°(곡선 1022), 및 40°(1024)의 값을 갖는 경우에 기판(1006)을 가로지른 편광의 방위각 회전을 도시한다. 경사각(θ1)이 0일 때, 방위각 편광 회전은 작아서, 기판을 가로질러 대략 ±0.5°만큼 변한다. 기판(1006)을 가로지른 편광 회전의 변동은 경사각(θ1)이 증가함에 따라 증가한다.
예4
UV 노광 시스템의 다른 구성이 도11A에 개략적으로 제시되어 있다. 노광 시스템(1100)은 기판(1106) 상에 입사하는 광의 편향을 한정하기 위한 시준 슬릿(1104)의 배열을 갖는 램프 조립체(1102)를 포함한다. 석영 플레이트의 적층체(1108; QP)가 램프 조립체(1102)와 기판(1106) 사이에 배치된다. 각각의 석영 플레이트는 3.2 mm 두께였다. 기판(1106) 상에 입사하는 광의 방위각 편광은 복수의 상이한 경사각(θ1) 및 플레이트 각도(θ2)에 대해 측정되었다. 플레이트 각도(θ2)는 광 조립체로부터의 중심 광선이 석영 플레이트 상에 수직으로 입사할 때 0이다. 와이어 그리드 편광기(1109)가 램프 조립체(1102)로부터의 광의 중심 광선에 대해 수직으로 유지되었다.
도11B는 경사각(θ1)이 40°이고, 적층체가 5개의 석영 플레이트를 포함하며 +30°(곡선 1110) 및 -30°(곡선 1112)의 플레이트 각도(θ2)로 배치될 때, 기판(1106)을 가로지른 편광의 방위각 회전을 도시한다. 비교를 위해, 석영 플레이트가 존재하지 않을 때의 방위각 편광 회전이 또한 도시되어 있다 (곡선 1114). 알 수 있는 바와 같이, 편광 회전은 석영 플레이트가 석영 플레이트가 없는 경우에 대해 -30°로 회전될 때 감소된다. 그러나, +30°에서의 석영 플레이트는 방위각 편광 회전을 증가시킨다.
도11C는 상이한 개수의 플레이트에 대해, 경사각(θ1)이 40°이고 각도(θ2)가 -30°일 때의 기판(1106)을 가로지른 편광의 방위각 회전을 도시한다. 곡선(1122)은 석영 플레이트가 존재하지 않는 경우를 나타내고, 곡선(1124)은 2개의 플레이트가 사용된 경우를 나타내고, 곡선(1126)은 5개의 플레이트가 사용된 것에 대응하고, 곡선(1128)은 8개의 플레이트를 포함하는 적층체에 대응한다. -30°에서의 석영 플레이트의 배치는 방위각 편광 회전을 감소시키고, 적층체(1108)가 8개의 플레이트를 포함할 때, 방위각 편광 회전은 기판(1106)을 가로질러 ±1° 미만의 값으로 제한된다. 플레이트 각도 및 석영 플레이트 개수의 다른 조합이 방위각 편광 회전을 제어하도록 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, -30°보다 더 높은 각도로 설정된 더 적은 개수의 플레이트도 방위각 편광 회전을 보상하도록 사용될 수 있다.
도1에 도시된 종래 기술의 UV 노광 시스템은 x-방향에 대해 평행한, 기판을 따른 방향으로 기판을 조사하는 광의 편향을 제어하기 위해 기판을 가로질러 정렬된 2개의 개구만을 갖는다. y-방향에 대해 평행한, 기판을 가로지른 방향으로의 광의 편향에 대한 제한은 없다. 배플이 기판을 가로지른 광의 편향을 제한하기 위해 UV 광원의 길이를 따라 위치될 수 있지만, 이는 단순히 고도로 기울어진 광선을 차단함으로써 시스템의 전체적인 조사 효율을 감소시킨다.
반사식 시준기가 기판을 가로지른 그리고/또는 기판을 따른 광의 편향을 제한하도록 사용될 수 있다. 그러한 장치는 기판 상에 입사하는 광량을 증가시키고, 아울러 편광기 상에 입사하는 광의 기울기를 감소시킴으로써 방위각 편광 회전의 양을 감소시키도록 사용될 수 있다. 통상, 그러한 시준기는 램프로부터의 광이 각각의 하나 이상의 테이퍼진 섹션 내로 통과되는 하나 이상의 개구를 갖는 반사 구조물을 포함할 수 있다. 테이퍼진 섹션은 기판에 대한 수직선에 더욱 가까운 방향으로 그 위에 입사한 광을 지향시키는 경사진 반사 벽을 포함한다.
반사식 시준기의 한 가지 특정 실시예가 이제 도12A 내지 도12D를 참조하여 설명된다. 조사 시스템(1200)의 측면도가 도12A에 제시되어 있다. 만곡된 반사기(1208)가 선형 광원(1202)의 부분 둘레에 배치된다. 반사기(1208)는 포물선 또는 타원형을 포함하지만 그에 제한되지 않는 상이한 형상을 취할 수 있다. 일부의 광(1206a)은 광원(1202)으로부터 직접 기판(1204) 상에 입사한다. 다른 광(1206b)은 반사기(1208)에 의해 기판(1204)으로 반사될 수 있다. 반사 조립체(1210)가 광원(1202)과 기판(1204) 사이에 배치된다. 반사 조립체(1210)는 광을 다시 광원(1202) 및 반사기(1208)를 향해 반사시키는 상부 반사 표면(1212)을 가질 수 있다.
반사 조립체(1210)는 또한 z-방향으로 테이퍼진 복수의 개구(1214)를 한정한다. 개구 벽(1216)은 반사식이어서, 벽(1216) 상으로 입사한 광(1206b)이 기판(1204)을 향해 반사된다. 또한, 벽(1216)이 테이퍼지므로, 기판(1204) 상의 광(1206b)의 입사각은 반사 벽(1216)이 존재하지 않는 경우보다 더 작다. 따라서, 기판(1204) 상에 입사하는 광의 편향은 x-z 평면 내에서 감소된다. 반사기(1208)가 타원형인 경우에, 집광 효율은 광원(1202)이 타원의 하나의 초점에 위치되고 타원의 제2 초점이 개구(1214)를 가로질러 대략 절반에서 반사 표면(1212)의 평면 내에서 "F"로 표시된 지점에 가까이 위치되는 경우에 증가될 수 있다.
편광기(1218)가 시준 조립체(1212)와 기판(1204) 사이에 위치될 수 있다. 편광기(1218)는 (도시된 바와 같은) 와이어 그리드형 편광기일 수 있거나, 맥닐형 편광기 또는 다른 유형의 편광기일 수 있다.
기판을 가로지른 조사 시스템(1200)의 도면이 도12B에 도시되어 있다. 반사 조립체(1210)는 편평하고 광원(1202)과 평행할 수 있는 반사 상부 표면(1212), 및 경사진 반사 표면(1224)을 갖는다. 광원(1202)으로부터의 일부의 광(1226a)은 반사 표면(1224)들 사이의 개구(1228)를 통해 기판(1204) 상에 직접 입사한다. 몇몇 다른 광(1226b)은 기판 상에 입사하기 전에 경사진 반사 표면(1224)에 의해 반사된다. 반사 표면(1224)이 z-방향에 대해 각도를 이루므로, 광(1226b)은 반사 조립체(1212)가 존재하지 않는 경우보다 덜 기울어진다. 광의 일부(1226c)가 반사 표면(1212)에 의해 다시 반사기(1208)로 반사되고, 그 다음 다시 기판(1204)을 향해 반사된다. 단부 반사기(1230)가 시스템(1200)의 단부로부터 통과하는 광(1226d)을 반사시키도록 노광 시스템(1200)의 단부에 제공될 수 있다.
반사 조립체(1212)의 상부 및 하부 표면은 도12C 및 도12D에 도시되어 있다. 반사 조립체(1210)의 상부 표면이 개구(1214) 및 반사 상부 표면(1212)을 도시하는 도12C에 도시되어 있다. 반사 조립체의 하부 표면은 개구(1214) 및 반사 표면(1216, 1224)을 도시하는 도12D에 도시되어 있다. 개구의 개수는 8개로 제한될 필요가 없고 더 많거나 더 적은 개구가 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다.
반사 표면(1216, 1224)은 편평할 필요가 없으며, 다른 프로파일을 취할 수 있다. 예를 들어, 반사 표면(1224)은 도12E에 도시된 바와 같이 만곡될 수 있다. 다른 만곡된 형상, 예를 들어 볼록 또는 오목 곡선이 사용될 수 있다. 또한, 반사 표면(1224)들은 모두 동일한 표면을 가질 필요는 없다. 예를 들어, 반사 표면(1224)들 중 하나는 제1 프로파일을 가질 수 있고, 다른 반사 표면(1224)은 제1 프로파일과 다른 제2 프로파일을 가질 수 있다.
예5
반사 조립체(1210)가 독일 엔네페탈 소재의 알라노트 게엠베하(Alanod GmbH)로부터 구입 가능한 미로-실버(Miro-Silver)®로부터 형성된 반사 표면(1212, 1216, 1224)을 갖는 스테인리스강 기부로부터 제조되었다. 미로-실버® 재료는 원래 시트 형태로 제공되었고, 일 표면 상에 제공된 고순도 은 층 및 반사 산화물 층을 갖는, 알루미늄 층에 기초한다. 반사 조립체는 각각 x-방향으로 4.3 cm, y-방향으로 1.25 cm인 8개의 개구를 포함했다. 개구들은 3.4 cm의 중심간 피치로 설정되었다. 반사 벽(1216, 1224)은 z-방향으로부터 15°의 각도로 설정되었다.
광을 램프로부터 기판으로 효율적으로 지향시키는 반사 조립체의 능력을 평가하기 위한 실험이 수행되었다. 이러한 실험은 10" 길이의 UV 램프를 갖는 변형된 엘시콘 옵토얼라인™ 조사 시스템을 사용하여 수행되었다. UV 램프는 600W의 입력 마이크로파 전력으로 작동되었고, 집적된 UV 에너지는 y-방향으로 기판을 가로질러 상이한 위치들에 대해 측정되었다. UV 에너지는 기판 대신에 UV 방사계(버지니아주 스털링 소재의 이아이티 인크.(EIT Inc.)에 의해 제조되는 UV 파워 퍽(UV Power Puck))를 위치시킴으로써 측정되었다. UV 방사계는 램프로부터의 조사를 지나 x-방향으로 병진 이동되는 테이블 상에 위치되었다. 모든 실험에서의 테이블의 병진 이동 속도는 25.4 mm/sec였다. z-방향으로의 램프로부터 방사계까지의 거리는 변할 수 있었다. 램프는 0°의 경사각으로 작동되었다. 측정은 기판 상의 조사 프로파일을 결정하기 위해 y-방향을 가로질러 규칙적인 간격으로 반복되었다. 와이어 그리드 편광기가 반사 조립체와 방사계 사이에 위치되었다.
측정된 UV 조도는 도13에서, 램프의 종축에 대해 평행한 방향을 따라, y-방향의 함수로서 도시되어 있다. 램프는 측정 평면으로부터 31.6 cm의 높이에 설정되었다. 삼각형(1302)으로 도시된 지점들의 세트는 320 nm 내지 390 nm의 파장 범위 내의 UVA 광에 대한 mJ cm-2의 조도를 도시하고, 원(1304)으로 도시된 지점들의 세트는 280 nm 내지 320 nm의 파장 범위를 갖는 UVB 광에 대한 조도를 도시한다. 상이한 파장 범위들은 UV 방사계를 구비한 필터에 의해 측정되었다. 알 수 있는 바와 같이, 광은 조사된 영역의 중심에서 피크를 갖도록 측정되었다.
예6
예5의 측정이 측정 평면으로부터 48.3 cm의 높이에 설정된 램프에서 반복되었다. 이러한 측정으로부터의 결과는 UVA 광, 곡선(1402) 및 UVB 광, 곡선(1404)에 대한 곡선을 도시하는 도14에 제시되어 있다. 알 수 있는 바와 같이, 총 조도는 감소되지만, y-방향을 따른 조사 프로파일은 도13보다 더 매끄럽다.
예7
비교를 위해, 유사한 측정이 램프로부터의 광의 편향이 측정 평면으로부터 31.6 cm에 설정된 램프에 의해, 도1A 및 도1B에 도시된 것과 유사한 방식으로, 단순히 2개의 개구 플레이트에 의해 한정된 미변형 엘시콘 옵토얼라인™ 시스템을 사용하여 수행되었다. 반사 조립체는 사용되지 않았다. 결과가 UVA 광, 곡선(1502), 및 UVB 광, 곡선(1504)에 대한 곡선을 도시하는 도15에 제시되어 있다. y-방향을 따른 조사 프로파일은 비교적 매끄럽지만, 총 조도는 도13 또는 도14에 도시된 것 미만이다. 이는 반사 조립체가 광을 기판으로 지향시키는데 있어서 단순 개구 플레이트보다 더 효율적이라는 것을 제안한다.
예8
다른 실험이 반사 조립체(1210)의 스테인리스강 기부의 반사율을 시험하기 위해 수행되었다. 반사 조립체(1210)의 상부 표면 상의 미로-실버®가 제거되어, 반사 표면(1212)이 연마 스테인리스강 표면이 되었다. UV 조도 측정은 대부분의 y-위치에 걸쳐 반복되었다. 결과가 UVA 광(1306) 및 UVB 광(1308)을 나타내는 일련의 지점으로서 도13에 제시되어 있다. 알 수 있는 바와 같이, 미로-실버® 반사기 및 스테인리스강 반사기에서 측정된 조도 사이에 차이가 거의 없었다.
조도 측정의 정확도를 결정하기 위한 시도로, 중심 위치, 0 cm의 조도가 UVA 광 및 UVB 광에 대해, 복수회 측정되었다. 지점(1306a, 1308a)은 강철 반사 표면(1212)에서 측정된 결과의 확산을 도시한다. 측정 대 측정에 기초한 오류는 5% 미만으로 비교적 작다고 결론지어졌다.
다른 유형의 반사 조립체(1610)를 사용하는 UV 노광 시스템(1600)의 다른 실시예가 도16A 및 도16B에 개략적으로 도시되어 있다. 이러한 실시예에서, 기판(1604)을 향해 개방된 경사진 반사 벽(1624)을 갖는 하나의 개구(1614)가 있다. 반사 조립체의 상부 표면(1612) 중 적어도 일부는 y-축에 대해 평행하지 않게 경사져 있다.
램프(1602)는 그의 종축이 y-축에 대해 평행한 채로 배치된다. 램프(1602)에 의해 방출된 광의 일부(1626a)가 램프(1602)로부터 직접 기판(1604) 상에 입사한다. 광의 다른 부분(1626b)은 반사 벽(1624)으로부터의 1회 이상의 반사를 거쳐 램프(1602)로부터 기판(1604) 상에 입사한다. 또한, 램프(1602)로부터 방출된 광의 일부는 반사기(1608)에 의해 기판을 향해 반사될 수 있다. 예를 들어, 반사 표면(1612) 상에 입사한 광(1626c)은 상부 반사기(1608)로 반사된 다음 기판(1604)으로 지향될 수 있다. 광은 기판(1604) 상에 입사하기 전에 편광기(1618)에 의해 편광된다. x-z 평면 내에서 반사기를 통한 단면도가 반사 벽(1616)에 의한 광(1626d)의 반사를 도시하는 도16B에 개략적으로 제시되어 있다.
반사 조립체(1610)를 사용한 기판의 조사는 반사 조립체의 성능을 도1A에 도시된 바와 같은 2-슬릿 배열과 비교하기 위해 수치 모델링되었다. 수치 모델링의 결과가 이제 도17 내지 도19를 참조하여 설명된다. 도17의 곡선(1702)은 반사 조립체(1610)가 광을 기판으로 지향시키도록 사용될 때 기판을 가로지른 상이한 위치들에 대해 계산된 기판 상의 강도를 도시한다. 곡선(1704)은 2-슬릿 배열이 광을 기판으로 지향시키도록 사용될 때 계산된 기판 상의 강도를 도시한다. 강도 프로파일은 반사 조립체가 사용될 때 기판의 더 많은 부분을 가로질러 더 평탄하다. 또한, 기판 상에 입사하는 광의 강도는 반사 조립체가 사용될 때 현저하게 더 높고, 거의 2배의 강도가 2-슬릿 배열을 사용하여 달성된다.
도18의 곡선(1802, 1804)은 각각 하향 웨브 방향(x-z 평면) 및 횡단 웨브 방향(y-z 평면) 내에서의 광의 각도 의존성을 도시한다. 하향 웨브 방향 및 횡단 웨브 방향에서의 광의 전각 절반 최대값 편향은 약 54° 및 약 34°이다. 기판 상에 입사하는 광의 편향은 반사 조립체의 반사 벽(1616, 1624)의 각도에 의존한다. 수치 모델링된 경우에서, 벽(1624)은 z-축에 대해 평행한 것으로부터 15°의 각도였다. 벽(1616)은 z-축에 대해 평행한 것으로 가정되었다.
도19는 기판 상의 일 지점에 도달한 광의 계산된 각도 분포를 도시한다. 반사 조립체를 사용하여 기판 상에 입사하는 광의 횡단 웨브 각도 의존성은 곡선(1902)으로서 도시되어 있고, 2-슬릿 접근을 사용하여 기판 상에 입사하는 광의 횡단 웨브 각도 의존성은 곡선(1904)으로서 도시되어 있다. 각각의 경우에, 광 분포는 기판의 중심으로부터 측방향으로 100 mm에 배치된 위치에 대해 계산되었다. 반사 조립체를 사용하는 시스템의 전각 절반 최대값 편향은 대략 22°이고, 2-슬릿 접근을 사용할 때는 대략 40°이다. 곡선(1902 또는 1904)의 분포는 0에서 중심 설정되지 않고, 이는 광의 순 입사 방향이 기판의 비중심 위치에 대해 기울어지는 것을 보인다. 그러나, 광은 반사 조립체가 사용될 때 (곡선 1902), 더 작은 각도 범위에 걸쳐 기판 상에 입사한다. 따라서, 편광의 방위각 회전은 반사 조립체를 사용할 때 감소된다.
도18에 도시된 곡선(1802, 1804)은 각각 웨브를 가로질러 상이한 지점들로부터의, 도19에 도시된 유형의 많은 곡선들을 서로 더한 결과이다.
본 발명의 다른 실시예가 이제 만곡된 반사기(2008)가 포물선형이고 램프(2002)가 포물선 반사기(2008)의 초점에 또는 그에 가까이 위치된 노광 시스템(2000; 시스템 A)의 측면도를 개략적으로 도시하는 도20A를 참조하여 설명된다. 따라서, 광(2006)은 반사기(2008)에 의해 반사된 후에 실질적으로 시준된다. 한 쌍의 개구(2012, 2016)가 목표 기판(2004) 상에 입사하는 광의 하향 웨브 범위를 한정하도록 사용될 수 있다. (도시되지 않은) 반사 구조물이 횡단 웨브 광 편향을 감소시키도록 사용될 수 있다.
예를 들어 도1A 및 도1B에 도시된 바와 같은 다른 유형의 노광 시스템은 타원형으로 만곡된 반사기와, 타원형 반사기의 초점에 또는 그에 가까이 위치된 제1 슬릿 및 광의 하향 웨브 각도 확산을 제한하기 위해 제1 슬릿에 뒤따르는 제2 슬릿을 사용한다. 그러한 시스템 내에서 목표 기판 상에 입사하는 광의 각도 범위는 슬릿의 크기에 의해서만 결정되고, 하향 웨브 각도 확산을 감소시키기 위한 슬릿 개구 크기의 감소는 목표 기판 상에 입사하는 광량을 감소시킨다.
도21A 및 도21B는 도20A의 노광 시스템(시스템 A)에 대한 목표 기판에 입사하는 광의 계산된 프로파일을 각각 도20B 및 도20C에 도시된 샘플 조사 시스템(2050, 2070)의 것과 비교한다. 시스템(2050; 시스템 B)은 타원형 반사기(2058) 및 목표 기판(2004) 상에 입사하는 광(2056)의 범위를 한정하기 위한 한 쌍의 슬릿(2012, 2016)을 사용하는, 도1A 및 도1B에 도시된 것과 유사하다. 슬릿 개구는 38 mm였다. 시스템(2170; 시스템 C)은 타원형 반사기(2078)를 취하지만, 광(2076)을 목표 기판(2004)으로 지향시키기 위한 반사 조립체(2072)를 사용한다. 반사 조립체(2072)는 축(2082)에 대해 15°의 각도로 형성된 벽(2078)을 갖는다. 각각의 경우의 램프는 램프와 목표 기판 사이가 분리된 것과 동일하게 가정되었다. 이러한 계산은 편광기로부터의 임의의 효과를 제거했다. 각각의 시스템에 대한 광을 램프로부터 목표 기판으로 전달하는 효율이 표 4에 요약되어 있다.
조사 시스템
시스템 설명 조사 효율
A 포물선/슬릿(120 mm) 33.4%
B 타원형/슬릿(38 mm) 10.4%
C 타원형/혼 43.9%
표로부터 알 수 있는 바와 같이, 시스템 B는 최저 효율을 보인다.
도21A는 각각의 시스템 A 내지 시스템 C에 대해 라벨링된, 웨브를 따른 위치의 함수로서 임의의 단위의 광의 하향 웨브 강도를 도시한다. 조사된 영역의 폭은 대략 150 mm인, 전폭 절반 최대값으로, 시스템 A 및 C에 대해 더 크다.
도21B는 도(°)인 입사각의 함수로서 목표 기판에 입사하는 광의 하향 웨브 강도를 도시한다. 시스템 A는 0의 입사(수직 입사)에 가까운 각도에서 최대 강도를 제공하고, 약 18°의 전각 절반 최대값(FAHM)으로, 약 26°의 FAHM의 시스템 C보다 더 좁은 각도 확산을 갖는다.
시스템 B를 사용하는 광의 각도 범위는 약 10°(FAHM)였다. 계산은 상이한 폭의 슬릿에 대한 시스템 A에서의 광의 강도 및 각도 확산의 증가를 분석하기 위해 수행되었다. 결과는 하향 웨브 위치(mm)의 함수로서 입사광 강도에 대한 도22A 및 하향 웨브 각도 확산(°)의 함수로서 도22B에 제시되어 있다. 도22A 및 도22B에 제시된 결과가 표 5에 요약되어 있다. 표는 또한 조사 효율을 나열한다. 예상된 바와 같이, 조사 효율은 슬릿 개구가 증가함에 따라 증가한다.
다양한 슬릿 개구를 갖는 조사 시스템 B의 작동
슬릿 폭(mm) 조사 효율(%) 폭, mm(FWHM) 도22A 곡선 번호 각도 확산(FAHM) 도22B 곡선 번호
38 10.4 56 2202 10° 2212
50 15.5 70 2204 14° 2214
70 21.7 100 2206 18° 2216
90 27.9 130 2208 22° 2218
70 mm의 개구에서, 시스템 B는 18°의 FAHM 및 단지 21.7%의 조사 효율을 갖는다. 이는 18°의 FAHM을 갖지만 33.4%의 조사 효율을 갖는 시스템 A와 대조적이다. 따라서, 동일한 각도 확산에 대해, 시스템 A는 시스템 B보다 50% 더 많은 광을 목표 기판 상으로 입력시킨다. 개구가 90°까지 개방되더라도, 시스템 B의 조사 효율은 시스템 A보다 더 작지만, 각도 확산은 더 크다.
도21 및 도22에 대해 설명된 계산은 특정 기하학적 특징에 대해 적절하고, 다른 결과가 다른 기하학적 특징에 대해 달성될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 그러나, 이러한 계산은 특정 조건 하에서, 포물선 반사기 및 슬릿(시스템 A)의 배열이 비교적 작은 각도 확산을 가지고 비교적 높은 값의 입사광 강도를 제공한다는 것을 적어도 정량적으로 표시한다.
따라서, 본 발명은 전술한 특정 예로 제한되는 것으로 고려되지 않아야 하고, 오히려 첨부된 청구범위에서 정당하게 설명되는 바와 같은 본 발명의 모든 태양을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명이 적용될 수 있는 많은 구조는 물론, 다양한 변형 및 등가의 공정이 본 명세서를 검토할 때 당업자에게 쉽게 명백해질 것이다. 청구범위는 그러한 변형 및 장치를 포함하도록 의도되었다.

Claims (74)

  1. 광학 정렬 층을 목표 영역에서 노광하기 위한 광학 노광 시스템이며,
    제1 축에 대해 평행한 방향으로 신장된 광원과,
    광원으로부터 목표 영역으로 통과하는 광의 적어도 일부를 편광시키도록 배치된 제1 편광기와,
    제1 편광기로부터 목표 영역으로 지향되는 광의 편광의 방위각 회전을 제어하기 위해 제1 편광기와 목표 영역 사이에 배치된 편광 회전 보상 요소
    를 포함하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 광원은 UV 램프를 포함하는 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 제1 축에 대해 실질적으로 평행한 방향으로 신장된 제1 개구를 한정하도록 광원과 목표 영역 사이에 배치된 적어도 한 쌍의 개구 플레이트를 더 포함하는 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 제1 축에 대해 실질적으로 평행한 방향으로 신장된 제2 개구를 한정하는 제2 쌍의 개구 플레이트를 더 포함하는 시스템.
  5. 제3항에 있어서, 만곡된 반사기를 더 포함하고,
    광원은 광원과 목표 영역 사이에 배치되고, 만곡된 반사기는 목표 영역으로부터 멀어지는 방향으로 광원으로부터 방출된 적어도 일부의 광을 목표 영역을 향해 반사시키도록 배열되는 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 만곡된 반사기는 타원형으로 만곡된 시스템.
  7. 제5항에 있어서, 만곡된 반사기는 포물선으로 만곡된 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 제1 축에 대해 평행한 평면 내에서 광을 편향시키고 제1 축에 대해 직교하는 평면 내에서 광을 편향시키기 위해, 광원과 목표 영역 사이에 배치된 반사 구조물을 더 포함하는 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 제1 편광기로부터 목표 영역으로 통과하는 광은 제1 편광기를 통해 투과되는 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 제1 편광기로부터 목표 영역으로 통과하는 광은 제1 편광기에 의해 반사되는 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 제1 편광기는 와이어 그리드 편광기인 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 편광 회전 보상 요소는 제1 편광기로부터 목표 영역으로 통과하는 광이 목표 영역에 도달하기 전에 실질적으로 투명한 요소를 통과하도록, 제1 편광기와 목표 영역 사이에 배치된 실질적으로 투명한 요소를 포함하는 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 실질적으로 투명한 요소는 제2 편광기인 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 제2 편광기는 맥닐 편광기를 포함하는 시스템.
  15. 제13항에 있어서, 제2 편광기는 와이어 그리드 편광기를 포함하는 시스템.
  16. 제12항에 있어서, 편광 회전 보상 요소는 2개 이상의 투과 플레이트의 적층체를 포함하는 시스템.
  17. 제12항에 있어서, 목표 영역에 입사하는 광은 조사 축을 한정하고, 조사 축은 목표 영역에 대해 비수직이고, 실질적으로 투명한 요소는 목표 영역에 입사하는 광의 편광의 방위각 회전을 감소시키도록 선택된 조사 축에 대한 각도를 이루어 배치되는 시스템.
  18. 제1항에 있어서, 편광 회전 보상 요소는 제1 편광기로부터 목표 영역으로 통과하는 광이 목표 영역에 도달하기 전에 반사 요소에 의해 반사되도록, 제1 편광기 와 목표 영역 사이에 배치된 반사 요소를 포함하는 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 반사 요소는 제2 편광기인 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 제1 및 제2 편광기는 맥닐 편광기인 시스템.
  21. 제1항에 있어서, 목표 영역에 입사하는 광은 조사 축을 한정하고, 조사 축은 목표 영역에 대해 수직하지 않은 시스템.
  22. 제21항에 있어서, 조사 축과 목표 영역 사이의 각도는 목표 영역에 입사하는 광의 방위각 편광 회전을 실질적으로 최소화하도록 선택되는 시스템.
  23. 광학 정렬 층을 정렬하는 방법이며,
    신장된 광원을 갖는 조사 유닛 내에서 광을 발생시키는 단계와,
    제1 편광기를 사용하여 신장된 광원으로부터의 광을 편광시키는 단계와,
    편광으로 광학 정렬 층을 조사하는 단계와,
    광학 정렬 층 상에 입사하는 편광의 방위각 편광 회전을 보상하는 단계
    를 포함하는 방법.
  24. 제23항에 있어서, 광을 발생시키는 단계는 UV 광을 발생시키는 단계를 포함 하는 방법.
  25. 제23항에 있어서, 광학 정렬 층 상에 입사하는 광의 편향을 적어도 하나의 방향에서 감소시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  26. 제25항에 있어서, 광을 편향을 감소시키는 단계는 적어도 하나의 개구를 통해 광을 통과시키는 단계를 포함하는 방법.
  27. 제25항에 있어서, 광의 편향을 감소시키는 단계는 광의 편향을 반사식으로 감소시키는 단계를 포함하는 방법.
  28. 제23항에 있어서, 신장된 광원으로부터의 광을 편광시키는 단계는 광을 제1 편광기를 통해 목표 영역으로 투과시키는 단계를 포함하는 방법.
  29. 제23항에 있어서, 신장된 광원으로부터의 광을 편광시키는 단계는 광을 제1 편광기에 의해 목표 영역으로 반사시키는 단계를 포함하는 방법.
  30. 제23항에 있어서, 방위각 편광 회전을 보상하는 단계는 광원으로부터 광학 정렬 층으로 지향되는 광 내에 편광 회전 보상 요소를 배치하는 단계를 포함하는 방법.
  31. 제23항에 있어서, 방위각 편광 회전을 보상하는 단계는 제1 편광기와 광학 정렬 층 사이에 광학적으로 투명한 요소를 배치하는 단계를 포함하고,
    광학적으로 투명한 요소는 방위각 편광 회전을 보상하도록 선택된 각도로 광 내에 배치되는 방법.
  32. 제31항에 있어서, 광학적으로 투명한 요소는 제2 편광기를 포함하는 방법.
  33. 제31항에 있어서, 광학적으로 투명한 요소는 2개 이상의 투명 플레이트의 적층체를 포함하는 방법.
  34. 제23항에 있어서, 방위각 편광 회전을 보상하는 단계는 제1 편광기와 광학 정렬 층 사이에 광학 반사 요소를 배치하는 단계를 포함하고,
    광학 반사 요소는 방위각 편광 회전을 보상하도록 선택된 각도로 광 내에 배치되는 방법.
  35. 제23항에 있어서, 조사 유닛으로부터의 광이 광학 정렬 층 상에 수직하지 않게 입사하도록, 조사 유닛 및 광학 정렬 층 중 하나를 경사지게 하는 단계를 더 포함하고,
    방위각 편광 회전을 보상하는 단계는 광학 정렬 층을 가로지른 광의 방위각 편광 회전을 실질적으로 최소화하도록 경사각을 선택하는 단계를 포함하는 방법.
  36. 제23항에 있어서, 조사 유닛으로부터의 광이 광학 정렬 층 상에 수직하지 않게 입사하도록, 조사 유닛 및 광학 정렬 층 중 하나를 경사지게 하는 단계를 더 포함하고,
    방위각 편광 회전을 보상하는 단계는 제1 편광 요소와 광학 정렬 층 사이에 보상 요소를 배치하는 단계와, 광이 광학 정렬 층을 가로지른 광의 방위각 편광 회전을 감소시키도록 원하는 각도로 보상 요소 상에 입사하도록 보상 요소를 배향시키는 단계를 포함하는 방법.
  37. 제23항에 있어서, 방위각 편광 회전을 보상하는 단계는 광원으로부터 제1 편광기를 통과하지 않고서 광학 정렬 층으로 통과하는 광이 편광 회전 보상 요소를 통과하도록, 제1 편광기 옆에 편광 회전 보상 요소를 배치하는 단계를 포함하는 방법.
  38. 제37항에 있어서, 제1 편광기는 조사 축에 대해 제1 방향으로 경사지고, 편광 회전 보상 요소는 조사 축에 대해 제1 방향과 대향한 제2 방향으로 경사지는 방법.
  39. 광학 정렬 층을 목표 영역에서 노광하기 위한 광학 노광 시스템이며,
    제1 축에 대해 평행한 방향으로 신장된 광원과,
    광원으로부터 목표 영역으로 통과하는 광의 적어도 일부를 편광시키도록 배치된 제1 편광기와,
    목표에 도달하며 제1 편광기 상에 입사하지 않은, 광원으로부터의 광의 적어도 일부가 편광 회전 보상 요소 상에 입사하도록 제1 편광기 옆에 배치된 편광 회전 보상 요소를 포함하여,
    제1 편광기를 거쳐 목표 영역에 입사하는 광은 목표 영역을 가로지른 제1 방위각 편광 회전 프로파일을 갖고, 편광 보상 요소를 거쳐 목표 영역에 입사하는 광은 제1 방위각 편광 회전 프로파일을 실질적으로 보상하는 제2 방위각 편광 회전 프로파일을 갖는 시스템.
  40. 제39항에 있어서, 편광 회전 보상 요소는 제2 편광기인 시스템.
  41. 제39항에 있어서, 제1 편광기는 시스템 축에 대해 제1 방향으로 경사지고, 편광 회전 보상 요소는 시스템 축에 대해 제1 방향과 대향한 제2 방향으로 경사진 표면을 갖는 시스템.
  42. 제39항에 있어서, 광원은 UV 램프를 포함하는 시스템.
  43. 제39항에 있어서, 제1 축에 대해 실질적으로 평행한 방향으로 신장된 제1 개 구를 한정하도록 광원과 목표 영역 사이에 배치된 적어도 한 쌍의 개구 플레이트를 더 포함하는 시스템.
  44. 제39항에 있어서, 제1 축에 대해 평행한 평면 내에서 광을 편향시키고 제1 축에 대해 직교하는 평면 내에서 광을 편향시키기 위해, 광원과 목표 영역 사이에 배치된 반사 구조물을 더 포함하는 시스템.
  45. 제39항에 있어서, 제1 편광기로부터 목표 영역으로 통과하는 광은 제1 편광기를 통해 투과되는 시스템.
  46. 제39항에 있어서, 제1 편광기로부터 목표 영역으로 통과하는 광은 제1 편광기에 의해 반사되는 시스템.
  47. 제1항에 있어서, 목표 영역으로 입사하는 광은 조사 축을 한정하고, 조사 축은 목표 영역에 대해 수직하지 않은 시스템.
  48. 제47항에 있어서, 조사 축과 목표 영역 사이의 각도는 목표 영역에 입사하는 광의 방위각 편광 회전을 실질적으로 최소화하도록 선택되는 시스템.
  49. 광학 정렬 층을 목표 영역에서 노광하기 위한 광학 노광 시스템이며,
    제1 축에 대해 평행한 방향으로 신장된 광원 및 광원으로부터 목표 영역으로 통과하는 조사 광의 적어도 일부를 편광시키도록 배치된 제1 편광기를 포함하는 조사 유닛을 포함하며,
    조사 광의 조사 축은 목표 영역에 수직하지 않은 경사각으로 입사하고, 수직하지 않은 경사각은 제1 축에 대해 평행한 방향으로 목표 영역을 가로지른 광의 편광의 방위각 회전을 감소시키도록 선택되는 시스템.
  50. 제49항에 있어서, UV 광원은 UV 램프를 포함하는 시스템.
  51. 제49항에 있어서, 조사 유닛은 목표 영역에서 광의 편향을 감소시키기 위해 하나 이상의 비임 조절 요소를 더 포함하는 시스템.
  52. 제51항에 있어서, 하나 이상의 비임 조절 요소는 광원으로부터 목표 영역으로 통과하는 광을 반사시키도록 배치된 반사 구조물을 포함하는 시스템.
  53. 광학 정렬 층을 목표 영역에서 노광하기 위한 광학 노광 시스템이며,
    제1 축에 대해 평행한 방향으로 신장되어, 제1 축에 대해 직각인 제2 축에 대해 평행한 방향으로 목표 영역에 입사하는 광을 방출하는 광원과,
    광원으로부터 목표 영역으로 통과하는 광의 적어도 일부를 편광시키도록 배치된 제1 편광기와,
    광원과 목표 영역 사이에 배치된 반사 조립체를 포함하고,
    반사 조립체는 제2 축에 대해 평행하지 않은 적어도 하나의 제1 반사 표면을 가져서, 제2 축에 대해 평행하지 않은 방향으로 광원으로부터 목표 영역으로 전파되는 광의 적어도 일부는 적어도 하나의 반사 표면에 의해 편향되기 전보다 제2 축에 대해 더욱 평행하게 적어도 하나의 제1 반사 표면에 의해 편향되는 시스템.
  54. 제53항에 있어서, 만곡된 반사기를 더 포함하고,
    광원은 광원으로부터 만곡된 반사기로 전파된 광이 만곡된 반사기에 의해 반사 조립체를 향해 반사되도록, 만곡된 반사기와 반사 조립체 사이에 배치되는 시스템.
  55. 제54항에 있어서, 만곡된 반사기는 포물선형인 시스템.
  56. 제54항에 있어서, 반사 조립체는 광원으로부터 수신된 광을 만곡된 반사기로 반사시키도록 배치된 제2 반사 표면을 포함하는 시스템.
  57. 제56항에 있어서, 제2 반사 표면은 광을 광원으로부터 적어도 하나의 제1 반사 표면으로 통과시키는 적어도 하나의 개방부를 한정하는 시스템.
  58. 제56항에 있어서, 제2 반사 표면은 제1 축에 대해 평행하지 않은 시스템.
  59. 제56항에 있어서, 제2 반사 표면은 제1 축에 대해 평행한 시스템.
  60. 제57항에 있어서, 적어도 하나의 개방부가 만곡된 반사기의 초점에 근접하여 있는 시스템.
  61. 제53항에 있어서, 적어도 하나의 제1 반사 표면은 제2 축에 대해 적어도 10°의 각도로 배치되는 시스템.
  62. 제53항에 있어서, 반사 조립체는 제2 축에 대해 평행하지 않은 적어도 2개의 제1 표면을 포함하는 시스템.
  63. 제53항에 있어서, 반사 조립체는 광원과 대면하는 표면을 포함하고, 표면은 하나 이상의 개방부를 갖고, 각각의 개방부는 광이 광원으로부터 하나 이상의 개방부를 통해 각각의 제1 반사 표면으로 통과하도록 하나 이상의 각각의 제1 반사 표면과 관련되는 시스템.
  64. 제63항에 있어서, 표면은 2개 이상의 개방부를 갖고, 2개 이상의 개방부는 제1 축에 대해 평행한 선을 한정하도록 표면을 따라 배열되는 시스템.
  65. 목표 영역을 조사하는 방법이며,
    제1 축에 대해 평행한 방향으로 신장된 광원으로부터, 제1 축에 대해 직각인 제2 축에 대해 평행한 방향으로 목표 영역에 입사하는 광을 방출하는 단계와,
    광원으로부터 목표 영역을 향해 방출되는 광의 적어도 일부를 편광시키는 단계와,
    제1 및 제2 축에 대해 평행하지 않은 적어도 하나의 제1 반사 표면을 사용하여 제2 축에 대해 평행하지 않은 방향으로 광원에 의해 방출된 광을 반사식으로 편향시키는 단계를 포함하여,
    편향된 광은 적어도 하나의 반사 표면에 의해 편향되기 전보다 제2 축에 대해 더욱 평행한 방향으로 전파되는 방법.
  66. 제65항에 있어서, 목표 영역으로부터 멀어지는 방향으로 광원으로부터 방출된 광을 만곡된 반사기를 사용하여 다시 목표 영역을 향해 반사시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  67. 제66항에 있어서, 제1 축에 대해 평행한 제2 반사 표면 상에 입사한 광의 일부를 광원 및 만곡된 반사기 중 적어도 하나로 반사시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  68. 제67항에 있어서, 광을 제2 반사 표면 내의 적어도 하나의 개방부를 통해 투 과시키는 단계를 더 포함하고,
    적어도 하나의 개방부를 통해 투과된 광은 적어도 하나의 제1 반사 표면 상에 입사하는 방법.
  69. 제67항에 있어서, 만곡된 반사기를 사용하여 광을 제2 반사 표면의 평면 내에 초점을 맞추는 단계를 더 포함하는 방법.
  70. 제65항에 있어서, 적어도 하나의 제1 반사 표면은 제2 축에 대해 적어도 10°의 각도로 배치되는 방법.
  71. 제65항에 있어서, 적어도 2개의 제1 반사 표면을 사용하여 광을 반사식으로 편향시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  72. 광학 정렬 층을 목표 영역에서 노광하기 위한 광학 노광 시스템이며,
    제1 축에 대해 평행한 방향으로 신장되어, 제1 축에 대해 직각인 제2 축에 대해 평행한 방향으로 목표 영역에 입사하는 광을 방출하는 자외선 광원과,
    광원으로부터 목표 영역으로 통과하는 광의 적어도 일부를 편광시키도록 배치된 제1 편광기와,
    광원과 목표 영역 사이에 배치되고, 제1 축에 대해 평행한 방향으로 신장되어 광을 광원으로부터 목표 영역으로 통과시키는 제1 개구를 한정하는 적어도 제1 쌍의 베인과,
    실질적으로 포물선 단면을 가지며 제1 축에 대해 평행한 방향으로 신장된 반사기를 포함하고,
    반사기는 그의 초점이 대체로 광원 상에 위치되고, 반사기에 의해 반사된 광원으로부터의 광이 개구를 통해 목표 영역으로 통과하도록 배치되는 시스템.
  73. 제72항에 있어서, 반사 조립체는 광원으로부터 수신된 광을 만곡된 반사기로 반사시키도록 배치된 제2 반사 표면을 포함하는 시스템.
  74. 제72항에 있어서, 제1 쌍의 베인과 목표 영역 사이에 배치된 제2 쌍의 베인을 더 포함하고,
    제2 쌍의 베인은 제1 축에 대해 평행한 방향으로 신장된 제2 개구를 한정하고, 제2 개구는 광을 광원으로부터 목표 영역으로 통과시키는 시스템.
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