KR20120024393A - Exposure apparatus, exposure method, apparatus and method of manufacturing display panel substrate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 액정 디스플레이 장치 등의 표시용 패널 기판의 제조에서, 포토레지스트가 도포된 기판에 광 빔을 조사하고, 광 빔에 의해 기판을 주사하여, 기판에 패턴을 묘화하는 노광 장치 및 노광 방법 및 그들을 이용한 표시용 패널 기판 제조 장치 또는 표시용 패널 기판의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 복수의 미러를 직교하는 2방향으로 배열한 공간적 광 변조기를 이용하여, 각 미러의 각도를 변경하여 기판에 조사하는 광 빔을 변조하는 노광 장치 및 노광 방법 및 그들을 이용한 표시용 패널 기판 제조 장치 또는 표시용 패널 기판의 제조 방법에 관한 것이다.INDUSTRIAL APPLICATION This invention irradiates a light beam to the board | substrate to which photoresist was apply | coated in manufacture of display panel board | substrates, such as a liquid crystal display device, scans a board | substrate with a light beam, and draws a pattern on a board | substrate, and an exposure method. And a display panel substrate manufacturing apparatus or a method for manufacturing the display panel substrate using the same, and in particular, using a spatial light modulator arranged in two directions orthogonal to a plurality of mirrors, changing the angle of each mirror to irradiate the substrate. An exposure apparatus and an exposure method which modulate an optical beam, and a display panel substrate manufacturing apparatus or a manufacturing method of a display panel substrate using them.
표시용 패널로서 이용되는 액정 디스플레이 장치의 TFT(Thin Film T ransistor) 기판이나 컬러 필터 기판, 플라즈마 디스플레이 패널용 기판, 유기 EL (Electroluminescence) 표시 패널용 기판 등의 제조는, 노광 장치를 이용하여, 포토리소그래피 기술에 의해 기판 상에 패턴을 형성하여 행해진다. 노광 장치로서는, 종래, 렌즈 또는 거울을 이용하여 마스크의 패턴을 기판 상에 투영하는 프로젝션 방식과, 마스크와 기판 사이에 미소한 간극(프록시미티 갭)을 형성하여 마스크의 패턴을 기판에 전사하는 프록시미티 방식이 있었다.The manufacture of TFT (Thin Film Transistor) substrates, color filter substrates, substrates for plasma display panels, substrates for organic EL (Electroluminescence) displays, and the like of liquid crystal display devices used as a display panel is performed using an exposure apparatus. It is performed by forming a pattern on a substrate by lithography technique. BACKGROUND ART As an exposure apparatus, a projection method for projecting a pattern of a mask onto a substrate using a lens or a mirror, and a proxy for forming a small gap (proxy gap) between the mask and the substrate to transfer the pattern of the mask to the substrate. There was a Mitty way.
최근, 포토레지스트가 도포된 기판에 광 빔을 조사하고, 광 빔에 의해 기판을 주사하여, 기판에 패턴을 묘화하는 노광 장치가 개발되고 있다. 광 빔에 의해 기판을 주사하여, 기판에 패턴을 묘화하기 위해서, 고가의 마스크가 불필요하게 된다. 또한, 묘화 데이터 및 주사의 프로그램을 변경함으로써, 다양한 종류의 표시용 패널 기판에 대응할 수 있다. 이와 같은 노광 장치로서, 예를 들면, 특허 문헌 1이 있다. In recent years, the exposure apparatus which irradiates a light beam to the board | substrate with which photoresist was apply | coated, scans a board | substrate with a light beam, and draws a pattern on a board | substrate is developed. In order to scan a board | substrate with a light beam and to draw a pattern on a board | substrate, an expensive mask is unnecessary. In addition, by changing the drawing data and the scanning program, it is possible to cope with various kinds of display panel substrates. As such an exposure apparatus, there exists
광 빔에 의해 기판에 패턴을 묘화할 때, 광 빔의 변조에는, DMD(Digital Micromirror Device)가 이용된다. DMD는, 광 빔을 반사함으로써, 기판에 조사하는 2방향으로 배열하여 구성되며, 각 미러의 각도를 변경함으로써, 기판에 반사하는 광 빔을 변조한다. 현재 시판되고 있는 DMD는, 각 미러의 치수가 10?15㎛×10?15㎛ 정도이고, 인접하는 미러간에는 1㎛ 정도의 간극이 형성되어 있다. DMD를 광 빔에 의한 기판의 주사 방향과 평행하게 배치하면, 각 미러의 배열 방향(직교하는 2방향)이 기판의 주사 방향과 평행 및 수직하게 되므로, 인접하는 미러간의 간극과 기판이 상대적으로 평행하게 이동하고, 이 간극에 대응하는 개소에서는 패턴의 묘화를 할 수 없다. 그 때문에, DMD는, 특허 문헌 1에 기재된 바와 같이 광 빔에 의한 기판의 주사 방향에 대하여 기울지게 하여 사용된다.When drawing a pattern on a substrate with a light beam, DMD (Digital Micromirror Device) is used for modulation of the light beam. The DMD is configured by reflecting the light beam, arranged in two directions to irradiate the substrate, and modulating the light beam reflected on the substrate by changing the angle of each mirror. Currently commercially available DMDs have a mirror size of about 10 to 15 μm × 10 to 15 μm, and a gap of about 1 μm is formed between adjacent mirrors. When the DMD is disposed parallel to the scanning direction of the substrate by the light beam, the arrangement direction (orthogonal two directions) of each mirror becomes parallel and perpendicular to the scanning direction of the substrate, so that the gap between the adjacent mirrors and the substrate are relatively parallel. The pattern is not moved at the location corresponding to the gap. Therefore, DMD is used inclined with respect to the scanning direction of the board | substrate by a light beam, as described in
DMD에 의해 변조된 광 빔은, 광 빔 조사 장치의 장치 광학계를 포함하는 헤드부로부터, 기판에 조사된다. DMD의 각 미러에 대응하는 각 광 빔 조사 영역은, 미러의 형상과 동일한 정방형이며, 기판에 묘화되는 패턴은, 미소한 정방형의 도트를 배열한 것으로 된다.The light beam modulated by DMD is irradiated to the board | substrate from the head part containing the apparatus optical system of a light beam irradiation apparatus. Each light beam irradiation area corresponding to each mirror of the DMD has a square shape that is the same as that of the mirror, and the pattern drawn on the substrate is such that a small square dot is arranged.
특허 문헌 1에 기재된 방법에 의하면, 기판 상의 임의의 크기의 정방형 영역 내에서의 각 광 빔 조사 영역의 중심점의 분포는, 이상적으로는 도 11과 같이 된다.According to the method of
그러나, 실제의 장치에서는, 기판의 이동을 행하는 스테이지의 인코더의 분해능에 의해 각 광 빔 조사 영역의 각 미러에 의한 묘화 중심점 위치가 디지털값으로 되기 때문에, 도 11에 도시한 바와 같은 이상적인 분포가 아니라, 도 12에 도시한 바와 같은 묘화 중심점 위치에 주기적인 치우침이 생긴 분포로 되게 되어, 노광 결과에 영향을 미칠지도 모른다는 것을 알게 되었다.However, in the actual apparatus, since the writing center point position by each mirror of each light beam irradiation area becomes a digital value by the resolution of the encoder of the stage which moves a board | substrate, it is not an ideal distribution as shown in FIG. It has been found that the distribution results in a periodic bias at the writing center point position as shown in Fig. 12, which may affect the exposure result.
본 발명의 제1 목적은, 각 광 빔 조사 영역의 각 미러의 묘화 중심점 위치를 디지털값으로 변환할 때에, 주기적인 치우침이 생기지 않도록 분산시켜, 균일에 가까운 노광량으로 기판 전체면에 걸쳐 묘화할 수 있는 노광 장치 또는 노광 방법을 제공하는 것이다.A first object of the present invention is to disperse such that periodic biasing does not occur when converting a writing center point position of each mirror of each light beam irradiation area into a digital value, and can be drawn over the entire surface of the substrate with an almost uniform exposure dose. It is to provide an exposure apparatus or an exposure method.
본 발명의 제2 목적은, 제1 목적을 달성할 수 있는 노광 장치 또는 노광 방법을 적용하여, 고화질의 표시용 패널을 제조할 수 있는 표시용 패널 제조 장치 또는 표시용 패널 제조 방법을 제공하는 것이다.The 2nd object of this invention is to provide the display panel manufacturing apparatus or display panel manufacturing method which can manufacture the display panel of high quality, by applying the exposure apparatus or exposure method which can achieve a 1st objective. .
본 발명은, 상기 제1 목적을 달성하기 위해서, 복수의 미러를 직교하는 2방향으로 배열한 공간적 광 변조기에 의해 묘화 데이터에 기초하여 포토레지스트가 도포된 기판에 광 빔을 조사하여 묘화하는 광 빔 조사 장치와 상기 기판을 상대적으로 주사하여, 상기 주사의 위치를 디지털적으로 검출하여 행할 때에, 상기 기판에 묘화하는 일정한 묘화 영역 내의 노광량이 균일에 가까워지도록 일정한 묘화 영역 내의 상기 각 미러의 묘화 중심점 위치를 분산시키는 것을 제1 특징으로 한다.In order to achieve the first object, the present invention provides a light beam for irradiating a light beam onto a substrate to which a photoresist is applied based on writing data by means of a spatial light modulator having a plurality of mirrors arranged in two orthogonal directions. The writing center point position of each mirror in the constant drawing region so that the exposure amount in the constant drawing region to be drawn on the substrate is close to uniformity when the irradiation apparatus and the substrate are relatively scanned to detect the position of the scan digitally. Dispersion is characterized as a first feature.
또한, 본 발명은, 상기 제1 목적을 달성하기 위해서, 제1 특징 외에, 상기 각 미러는 상기 주사 방향으로 배열된 미러인 것을 제2 특징으로 한다.Further, the present invention is characterized in that, in order to achieve the first object, in addition to the first feature, each mirror is a mirror arranged in the scanning direction.
또한, 본 발명은, 상기 제1 목적을 달성하기 위해서, 제2 특징 외에, 상기 분산은 상기 주사 방향으로 배열된 미러에 의한 분산 패턴을 상기 주사 방향과 수직한 방향으로 위상을 어긋나게 하여 분산시켜 행하는 것을 제3 특징으로 한다.In addition, the present invention, in order to achieve the first object, in addition to the second feature, the dispersion is performed by dispersing the dispersion pattern by the mirror arranged in the scanning direction by shifting the phase in a direction perpendicular to the scanning direction. It is characterized by the 3rd thing.
또한, 본 발명은, 상기 제1 목적을 달성하기 위해서, 제1 특징 외에, 상기 분산은, 상기 검출에 의해 생기는 상기 일정한 묘화 영역 내의 치우친 위치 어긋남을 분산시켜 행하는 것을 제4 특징으로 한다.Moreover, in order to achieve the said 1st objective, this invention is a 4th characteristic that the said dispersion | distribution is performed by disperse | distributing the shift | offset | difference position shift in the said constant drawing area | region produced by the said detection other than a 1st characteristic.
또한, 본 발명은, 상기 제2 목적을 달성하기 위해서, 제1 내지 제4 중 어느 하나의 특징을 갖는 노광 장치 또는 노광 방법에 의해 표시용 패널 기판의 제조를 행하는 것을 제5 특징으로 한다.Moreover, in order to achieve the said 2nd objective, this invention is the 5th characteristic which manufactures a display panel board | substrate by the exposure apparatus or exposure method which has the characteristics in any one of 1st-4th.
본 발명에 따르면, 각 광 빔 조사 영역의 각 미러의 묘화 중심점 위치를 디지털값으로 변환할 때에, 주기적인 치우침이 생기지 않도록 분산시켜, 균일에 가까운 노광량으로 기판 전체면에 걸쳐 묘화할 수 있는 노광 장치 또는 노광 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, when converting the writing center point position of each mirror of each light beam irradiation area into a digital value, it is dispersed so that periodic bias does not occur, and the exposure apparatus which can draw over the whole surface of a board | substrate with the exposure amount near uniformity Alternatively, an exposure method can be provided.
또한, 본 발명에 따르면, 상기한 노광 장치 또는 노광 방법을 적용하여, 고화질의 표시용 패널을 제조할 수 있는 표시용 패널 제조 장치 또는 표시용 패널 제조 방법을 제공할 수 있다.Moreover, according to this invention, the above-mentioned exposure apparatus or exposure method is applied, and the display panel manufacturing apparatus or display panel manufacturing method which can manufacture a high quality display panel can be provided.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 노광 장치의 개략 구성을 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 노광 장치의 측면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 노광 장치의 정면도.
도 4는 광 빔 조사 장치의 개략 구성을 도시하는 도면.
도 5는 게이트에 탑재된 광 빔 조사 장치의 상면도.
도 6은 게이트에 탑재된 광 빔 조사 장치의 측면도.
도 7은 DMD의 주사 방향에 대한 기울기를 설명하는 도면.
도 8은 레이저 길이 측정계의 동작을 설명하는 도면.
도 9는 묘화 제어부의 개략 구성을 도시하는 도면.
도 10은 광 빔에 의해 묘화하는 패턴의 일례를 도시하는 도면.
도 11은 광 빔 조사 영역의 각 미러 묘화 중심점의 이상적인 분포의 일례를 도시하는 도면.
도 12는 스테이지의 인코더에 의해 디지털값으로 변환되었을 때의 광 빔 조사 영역의 각 미러 묘화 중심점 위치의 분포의 일례를 도시하는 도면.
도 13은 임의의 미러의 묘화 중심 위치를 기준으로 하여, 디지털값의 인코더 출력 EO로 규정되는 미러의 실제 묘화 중심점 위치 Pr, 그 미러의 이상적인 묘화 중심점 위치 Pi, 및 양자의 차의 절대값으로 규정되는 오차 Err(=│Pr-Pi│), 각 묘화 위치와 묘화 간격 Pd를 도시한 표.
도 14는 본 발명의 일 실시 형태인 처리 플로우를 도시하는 도면.
도 15는 도 13에 도시한 조건에서 도 14의 처리 플로우에 기초하여 주사 방향 1라인의 각 묘화 위치의 묘화 간격, 적산 오차 등을 도시한 표.
도 16은 본 발명의 일 실시 형태를 이용하여, 광 빔 조사 영역의 각 미러 묘화 중심점 위치를 균일에 가깝게 분포시킨 일례를 도시하는 도면.
도 17은 광 빔에 의한 기판의 주사를 설명하는 도면.
도 18은 광 빔에 의한 기판의 주사를 설명하는 도면.
도 19는 광 빔에 의한 기판의 주사를 설명하는 도면.
도 20은 광 빔에 의한 기판의 주사를 설명하는 도면.
도 21은 액정 디스플레이 장치의 TFT 기판의 제조 공정의 일례를 도시하는 플로우차트.
도 22는 액정 디스플레이 장치의 컬러 필터 기판의 제조 공정의 일례를 도시하는 플로우차트.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure which shows schematic structure of the exposure apparatus which concerns on one Embodiment of this invention.
2 is a side view of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a front view of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 shows a schematic configuration of a light beam irradiation apparatus;
5 is a top view of the light beam irradiation apparatus mounted on the gate;
6 is a side view of a light beam irradiation apparatus mounted on a gate;
FIG. 7 is a diagram for describing an inclination with respect to a scanning direction of a DMD. FIG.
8 is a diagram illustrating an operation of a laser length measuring system.
9 is a diagram illustrating a schematic configuration of a drawing control unit.
10 is a diagram illustrating an example of a pattern to be drawn by a light beam.
11 shows an example of an ideal distribution of each mirror drawing center point of the light beam irradiation area.
12 is a diagram illustrating an example of a distribution of each mirror drawing center point position of a light beam irradiation area when converted to a digital value by an encoder of a stage;
Fig. 13 defines the actual drawing center point position Pr of the mirror defined by the encoder output EO of the digital value, the ideal drawing center point position Pi of the mirror, and the absolute value of the difference between them, based on the drawing center position of any mirror. Table showing error Err (= │Pr-Pi│), each drawing position and drawing interval Pd.
14 is a diagram showing a processing flow according to one embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a table showing drawing intervals, integration errors, and the like at each drawing position in one line in the scanning direction based on the processing flow of FIG. 14 under the conditions shown in FIG. 13; FIG.
FIG. 16 is a diagram illustrating an example in which each mirror drawing center point position of the light beam irradiation area is distributed close to uniformity using one embodiment of the present invention. FIG.
17 is a diagram illustrating scanning of a substrate by a light beam.
18 is a diagram illustrating scanning of a substrate by a light beam.
19 is a diagram illustrating scanning of a substrate by a light beam.
20 is a diagram illustrating scanning of a substrate by a light beam.
21 is a flowchart showing an example of a process of manufacturing a TFT substrate of the liquid crystal display device.
22 is a flowchart illustrating an example of a process of manufacturing a color filter substrate of a liquid crystal display device.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 노광 장치의 개략 구성을 도시하는 도면이다. 또한, 도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 노광 장치의 측면도, 도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 노광 장치의 정면도이다. 노광 장치는, 베이스(3), X 가이드(4), X 스테이지(5), Y 가이드(6, 16), Y 스테이지(7, 17), θ 스테이지(8, 18), 척(10), 게이트(11), 광 빔 조사 장치(20), 리니어 스케일(31, 33), 인코더(32, 34), 레이저 길이 측정계, 레이저 길이 측정계 제어 장치(40), 스테이지 구동 회로(60), 및 주제어 장치(70)를 포함하여 구성되어 있다. 또한, 도 2 및 도 3에서는, 레이저 길이 측정계의 레이저 광원(41), 레이저 길이 측정계 제어 장치(40), 스테이지 구동 회로(60), 및 주제어 장치(70)가 생략되어 있다. 노광 장치는, 이들 외에, 기판(1)을 척(10)에 반입하고, 또한 기판(1)을 척(10)으로부터 반출하는 기판 반송 로봇, 장치 내의 온도 관리를 행하는 온도 제어 유닛 등을 구비하고 있다.1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. 2 is a side view of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a front view of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. The exposure apparatus includes the
또한, 이하에 설명하는 실시 형태에서의 XY 방향은 예시이고, X 방향과 Y 방향을 교체해도 된다.In addition, the XY direction in embodiment described below is an illustration, You may replace the X direction and Y direction.
도 1 및 도 2에서, 척(10)은, 기판(1)의 주고받음을 행하는 주고받음 위치에 있다. 주고받음 위치에서, 도시하지 않은 기판 반송 로봇에 의해 기판(1)이 척(10)에 반입되고, 또한 도시하지 않은 기판 반송 로봇에 의해 기판(1)이 척(10)으로부터 반출된다. 척(10)은, 기판(1)의 이면을 진공 흡착하여 지지한다. 기판(1)의 표면에는, 포토레지스트가 도포되어 있다.In FIGS. 1 and 2, the
기판(1)의 노광을 행하는 노광 위치의 상공에, 베이스(3)에 걸쳐서 게이트(11)가 설치되어 있다. 게이트(11)에는, 복수의 광 빔 조사 장치(20)가 탑재되어 있다. 도 4는 광 빔 조사 장치의 개략 구성을 도시하는 도면이다. 광 빔 조사 장치(20)는, 광 파이버(22), 렌즈(23), 미러(24), DMD(Digital Micromirror Device)(25), 투영 렌즈(26), 및 DMD 구동 회로(27)를 포함하여 구성되어 있다. 광 파이버(22)는, 레이저 광원 유닛(21)으로부터 발생된 자외광의 광 빔을, 광 빔 조사 장치(20) 내에 도입한다. 광 파이버(22)로부터 사출된 광 빔은, 렌즈(23) 및 미러(24)를 통하여, DMD(25)에 조사된다. DMD(25)는, 광 빔을 반사하는 복수의 미소한 미러를 직교하는 2방향으로 배열하여 구성된 공간적 광 변조기이며, 각 미러의 각도를 변경하여 광 빔을 변조한다. DMD(25)에 의해 변조된 광 빔은, 투영 렌즈(26)를 포함하는 헤드부(20a)로부터 조사된다. DMD 구동 회로(27)는, 주제어 장치(70)로부터 공급된 묘화 데이터에 기초하여, DMD(25)의 각 미러의 각도를 변경한다.The
도 5는 게이트에 탑재된 광 빔 조사 장치의 상면도이다. 또한, 도 6은 게이트에 탑재된 광 빔 조사 장치의 측면도이다. 또한, 본 실시 형태에서는, 광 빔 조사 장치(20)로부터의 광 빔에 의한 기판(1)의 주사 방향(X 방향)으로 1개의 광 빔 조사 장치(20)가 설치되어 있지만, 주사 방향으로 2개 이상의 광 빔 조사 장치(20)를 설치해도 된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 주사 방향과 직교하는 방향(Y 방향)으로 8조의 광 빔 조사 장치(20)가 설치되어 있지만, 주사 방향과 직교하는 방향으로 7조 이하 또는 9조 이상의 광 빔 조사 장치를 설치해도 된다.5 is a top view of the light beam irradiation apparatus mounted on the gate. 6 is a side view of the light beam irradiation apparatus mounted on the gate. In addition, in this embodiment, although one light
도 5에서, 게이트(11)의 상면에는, Y 방향으로 신장하는 2쌍의 Y 가이드(16)가 설치되어 있다. 각 Y 가이드(16)에는, Y 스테이지(17)가 각각 탑재되어 있고, 각 Y 스테이지(17)는, 각 Y 가이드(16)를 따라서 Y 방향으로 이동한다. 각 Y 스테이지(17)에는, 볼나사 및 모터나, 리니어 모터 등의 도시하지 않은 구동 기구가 설치되어 있고, 각 구동 기구는, 도 1의 스테이지 구동 회로(60)에 의해 구동된다. 도 6에서, 각 Y 스테이지(17)에는, 도면 깊이 방향으로 8개의 θ 스테이지(18)가 각각 탑재되어 있고, 각 θ 스테이지(18)에는, 광 빔 조사 장치(20)가 각각 탑재되어 있다. 각 θ 스테이지(18)는, 후술하는 모터 및 인코더를 구비하고, 주제어 장치(70)의 제어에 의해, 도 5에 도시한 θ 방향으로 회전하여, 각 광 빔 조사 장치(20)를 θ 방향으로 회전시킨다.In FIG. 5, two pairs of Y guides 16 extending in the Y direction are provided on the upper surface of the
도 1의 주제어 장치(70)는, 도 5의 8개의 광 빔 조사 장치(20)를 탑재한 각 θ 스테이지(18)를 각각 제어하여, 각 θ 스테이지(18)에 탑재된 광 빔 조사 장치(20)를 동일한 각도만큼 회전시킴으로써, 각 광 빔 조사 장치(20)의 DMD(25)가, 주사 방향에 대하여 기울어져 배치된다.The
도 7은 DMD의 주사 방향에 대한 기울기를 설명하는 도면이다. 도 7은 도 5의 각 광 빔 조사 장치(20)의 DMD(25)를 도시한다. DMD(25)의 미러부(25a)에는, 예를 들면, 한 변이 10?15㎛의 정방형의 미러가, DMD(25)의 긴 변 방향으로 1024개, DMD(25)의 짧은 변 방향으로 256개 배열되어 있다. 일례로서, 미러의 치수가 10㎛, 인접하는 미러간의 간극이 1㎛일 때, 미러의 피치(각 미러의 중심간의 거리)는, 11㎛로 된다. 도 7에서, 도 5의 각 광 빔 조사 장치(20)의 DMD(25)는, 주사 방향에 대하여 각도 θ만큼 기울어져 배치되어 있다.7 is a view for explaining the inclination with respect to the scanning direction of the DMD. FIG. 7 shows the
도 2 및 도 3에서, 척(10)은, θ 스테이지(8)에 탑재되어 있고, θ 스테이지(8)의 아래에는 Y 스테이지(7) 및 X 스테이지(5)가 설치되어 있다. X 스테이지(5)는, 베이스(3)에 설치된 X 가이드(4)에 탑재되어, X 가이드(4)를 따라서 X 방향으로 이동한다. Y 스테이지(7)는, X 스테이지(5)에 설치된 Y 가이드(6)에 탑재되어, Y 가이드(6)를 따라서 Y 방향으로 이동한다. θ 스테이지(8)는, Y 스테이지(7)에 탑재되어, θ 방향으로 회전한다. X 스테이지(5), Y 스테이지(7), 및 θ 스테이지(8)에는, 볼나사 및 모터나, 리니어 모터 등의 도시하지 않은 구동 기구가 설치되어 있고, 각 구동 기구는, 도 1의 스테이지 구동 회로(60)에 의해 구동된다.2 and 3, the
θ 스테이지(8)의 θ 방향으로의 회전에 의해, 척(10)에 탑재된 기판(1)은, 직교하는 2변이 X 방향 및 Y 방향으로 향하도록 회전된다. X 스테이지(5)의 X 방향으로의 이동에 의해, 척(10)은, 주고받음 위치와 노광 위치와의 사이를 이동한다. 노광 위치에서, X 스테이지(5)의 X 방향으로의 이동에 의해, 각 광 빔 조사 장치(20)의 헤드부(20a)로부터 조사된 광 빔이, 기판(1)을 X 방향으로 주사한다. 또한, Y 스테이지(7)의 Y 방향으로의 이동에 의해, 각 광 빔 조사 장치(20)의 헤드부(20a)로부터 조사된 광 빔에 의한 기판(1)의 주사 영역이, Y 방향으로 이동된다. 도 1에서, 주제어 장치(70)는, 스테이지 구동 회로(60)를 제어하여, θ 스테이지(8)의 θ 방향으로 회전, X 스테이지(5)의 X 방향으로의 이동, 및 Y 스테이지(7)의 Y 방향으로의 이동을 행한다.By the rotation of the
또한, 본 실시 형태에서는, X 스테이지(5)에 의해 척(10)을 X 방향으로 이동함으로써, 광 빔 조사 장치(20)로부터의 광 빔에 의한 기판(1)의 주사를 행하고 있지만, 광 빔 조사 장치(20)를 이동함으로써, 광 빔 조사 장치(20)로부터의 광 빔에 의한 기판(1)의 주사를 행해도 된다. 또한, 본 실시 형태에서는, Y 스테이지(7)에 의해 척(10)을 Y 방향으로 이동함으로써, 광 빔 조사 장치(20)로부터의 광 빔에 의한 기판(1)의 주사 영역을 변경하고 있지만, 광 빔 조사 장치(20)를 이동함으로써, 광 빔 조사 장치(20)로부터의 광 빔에 의한 기판(1)의 주사 영역을 변경해도 된다.In the present embodiment, the
도 1 및 도 2에서, 베이스(3)에는, X 방향으로 신장하는 리니어 스케일(31)이 설치되어 있다. 리니어 스케일(31)에는, X 스테이지(5)의 X 방향으로의 이동량을 검출하기 위한 눈금이 매겨져 있다. 또한, X 스테이지(5)에는, Y 방향으로 신장하는 리니어 스케일(33)이 설치되어 있다. 리니어 스케일(33)에는, Y 스테이지(7)의 Y 방향으로의 이동량을 검출하기 위한 눈금이 매겨져 있다.In FIG. 1 and FIG. 2, the
도 1 및 도 3에서, X 스테이지(5)의 일측면에는, 리니어 스케일(31)에 대향하여, 인코더(32)가 부착되어 있다. 인코더(32)는, 리니어 스케일(31)의 눈금을 검출하여, 펄스 신호를 주제어 장치(70)에 출력한다. 또한, 도 1 및 도 2에서, Y 스테이지(7)의 일측면에는, 리니어 스케일(33)에 대향하여, 인코더(34)가 부착되어 있다. 인코더(34)는, 리니어 스케일(33)의 눈금을 검출하여, 펄스 신호를 주제어 장치(70)에 출력한다. 주제어 장치(70)는, 인코더(32)의 펄스 신호를 카운트하여, X 스테이지(5)의 X 방향으로의 이동량을 검출하고, 인코더(34)의 펄스 신호를 카운트하여, Y 스테이지(7)의 Y 방향으로의 이동량을 검출한다.1 and 3, an
도 8은 레이저 길이 측정계의 동작을 설명하는 도면이다. 또한, 도 8에서는, 도 1에 도시한 게이트(11), 및 광 빔 조사 장치(20)가 생략되어 있다. 레이저 길이 측정계는, 공지의 레이저 간섭식의 길이 측정계로서, 레이저 광원(41), 레이저 간섭계(42, 44), 및 바 미러(43, 45)를 포함하여 구성되어 있다. 바 미러(43)는, 척(10)의 Y 방향으로 신장하는 일측면에 부착되어 있다. 또한, 바 미러(45)는, 척(10)의 X 방향으로 신장하는 일측면에 부착되어 있다.It is a figure explaining the operation | movement of a laser length measuring system. In addition, in FIG. 8, the
레이저 간섭계(42)는, 레이저 광원(41)으로부터의 레이저광을 바 미러(43)에 조사하고, 바 미러(43)에 의해 반사된 레이저광을 수광하여, 레이저 광원(41)으로부터의 레이저광과 바 미러(43)에 의해 반사된 레이저광과의 간섭을 측정한다. 이 측정은, Y 방향의 2개소에서 행한다. 레이저 길이 측정계 제어 장치(40)는, 주제어 장치(70)의 제어에 의해, 레이저 간섭계(42)의 측정 결과로부터, X 스테이지(5)에 의해 이동되는 척(10)의 X 방향의 위치 및 회전을 검출한다.The
한편, 레이저 간섭계(44)는, 레이저 광원(41)으로부터의 레이저광을 바 미러(45)에 조사하고, 바 미러(45)에 의해 반사된 레이저광을 수광하여, 레이저 광원(41)으로부터의 레이저광과 바 미러(45)에 의해 반사된 레이저광과의 간섭을 측정한다. 레이저 길이 측정계 제어 장치(40)는, 주제어 장치(70)의 제어에 의해, 레이저 간섭계(44)의 측정 결과로부터, X 스테이지(5)에 의해 이동되는 척(10)의 Y 방향의 위치를 검출한다.On the other hand, the
도 4에서, 주제어 장치(70)는, 광 빔 조사 장치(20)의 DMD 구동 회로(27)에 묘화 데이터를 공급하는 묘화 제어부를 갖는다. 도 9는 묘화 제어부의 개략 구성을 도시하는 도면이다. 묘화 제어부(71)는, 메모리(72, 76), 밴드폭 설정부(73), 중심점 좌표 결정부(74), 좌표 결정부(75), 및 묘화 데이터 작성부(77)를 포함하여 구성되어 있다.In FIG. 4, the
각 θ 스테이지(18)는, 모터(18a) 및 인코더(18b)를 각각 구비하고 있다. 모터(18a)는, 주제어 장치(70)에 의해 구동되어, θ 스테이지(18)를 θ 방향으로 회전시킨다. 인코더(18b)는, 모터(18a)의 회전량을 검출하고, 모터(18a)의 회전량에 따른 펄스 신호를 주제어 장치(70)에 출력한다. 또한, 도 5의 도면 깊이 방향으로 8개의 θ 스테이지(18)가 각각 설치되어 있지만, 도 9에서는, 8개의 θ 스테이지(18)를 각각 통합하여 1개의 θ 스테이지(18)로서 나타내고 있다.Each
또한, θ 스테이지(18)는, 모터를 이용하지 않고, 수동(手動)으로 회전시키는 구성으로 해도 된다. 그 경우, 도 9의 인코더(18b) 대신에, θ 스테이지(18)의 회전량을 나타내는 데이터를 입력하는 입력 장치가 설치된다.The
메모리(76)에는, 설계값 맵이 저장되어 있다. 설계값 맵에는, 묘화 데이터가 XY 좌표로 나타내어져 있다. 묘화 데이터 작성부(77)는, 각 θ 스테이지(18)의 인코더(18b)로부터의 펄스 신호를 카운트하여, 각 θ 스테이지(18)의 회전량을 검출하고, 각 광 빔 조사 장치(20)의 DMD(25)의 주사 방향에 대한 기울기를 검출한다. 그리고, 묘화 데이터 작성부(77)는, 검출한 기울기에 기초하여, 메모리(76)에 저장된 설계값 맵으로부터, 각 광 빔 조사 장치(20)의 DMD 구동 회로(27)에 공급하는 묘화 데이터를 작성한다. 메모리(72)는, 묘화 데이터 작성부(77)가 작성한 묘화 데이터를, 그 XY 좌표를 어드레스로서 기억한다.The design value map is stored in the
밴드폭 설정부(73)는, 메모리(72)로부터 읽어내는 묘화 데이터의 Y 좌표의 범위를 결정함으로써, 광 빔 조사 장치(20)의 헤드부(20a)로부터 조사되는 광 빔의 Y 방향의 밴드폭을 설정한다.The band
레이저 길이 측정계 제어 장치(40)는, 노광 위치에서의 기판(1)의 노광을 개시하기 전의 척(10)의 XY 방향의 위치를 검출한다. 중심점 좌표 결정부(74)는, 레이저 길이 측정계 제어 장치(40)가 검출한 척(10)의 XY 방향의 위치로부터, 기판(1)의 노광을 개시하기 전의 척(10)의 중심점의 XY 좌표를 결정한다. 도 1에서, 광 빔 조사 장치(20)로부터의 광 빔에 의해 기판(1)의 주사를 행할 때, 주제어 장치(70)는, 스테이지 구동 회로(60)를 제어하여, X 스테이지(5)에 의해 척(10)을 X 방향으로 이동시킨다. 기판(1)의 주사 영역을 이동할 때, 주제어 장치(70)는, 스테이지 구동 회로(60)를 제어하여, Y 스테이지(7)에 의해 척(10)을 Y 방향으로 이동시킨다. 도 9에서, 중심점 좌표 결정부(74)는, 인코더(32, 34)로부터의 펄스 신호를 카운트하여, X 스테이지(5)의 X 방향으로의 이동량 및 Y 스테이지(7)의 Y 방향으로의 이동량을 검출하여, 척(10)의 중심점의 XY 좌표를 결정한다.The laser length measuring
좌표 결정부(75)는, 중심점 좌표 결정부(74)가 결정한 척(10)의 중심점의 XY 좌표에 기초하여, 각 광 빔 조사 장치(20)의 DMD 구동 회로(27)에 공급하는 묘화 데이터의 XY 좌표를 결정한다. 메모리(72)는, 좌표 결정부(75)가 결정한 XY 좌표를 어드레스로서 입력하고, 입력한 XY 좌표의 어드레스에 기억된 묘화 데이터를, 각 광 빔 조사 장치(20)의 DMD 구동 회로(27)에 출력한다.The coordinate
이하, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 노광 방법에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 도 7에서, 도 5의 각 광 빔 조사 장치(20)의 DMD(25)를, 주사 방향에 대하여 미러의 간격분만큼 기울어지게 하여 배치한다.Hereinafter, the exposure method which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated. In this embodiment, in FIG. 7, the
도 10은 광 빔에 의해 묘화하는 패턴의 일례를 도시하는 도면이다. 도 10에서, 회색으로 전부 칠한 정방형의 부분은, DMD(25)의 각 미러에 대응하는 각 광 빔 조사 영역(26a)을 나타내고 있다.It is a figure which shows an example of the pattern drawn by the light beam. In Fig. 10, gray square portions are shown in respective light
본 실시 형태에서는, 도 5의 광 빔 조사 장치(20)를 이용하여, 패턴(2a)을 묘화한다. 도 5의 광 빔 조사 장치(20)의 DMD(25)를, 주사 방향에 대하여 미러의 간격분만큼 기울어지게 하여 배치하면, 직교하는 2방향 중의 주사 방향에 가까운 방향으로 배열된 복수의 미러 중 어느 하나가, 인접하는 미러간의 간극에 대응하는 개소를 커버하므로, 패턴의 묘화를 간극없이 행할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서 도 10의 DMD(25)의 각 미러에 대응하는 각 광 빔 조사 영역(26a)은 서로 인접하고 있지만, 다른 실시 형태로서 각 광 빔 조사 영역(26a)은 서로 겹쳐져 있어도 된다.In this embodiment, the
도 11은 임의의 크기의 정방형 영역 내에서의 DMD(25)의 각 미러에 대응하는 각 광 빔 조사 영역(26a)의 중심점의 이상적인 분포의 일례를 도시하는 도면이다. 기판(1)에 묘화(노광)되는 패턴을 고화질로 묘화(노광)하기 위해서는, DMD(25)의 각 미러에 대응하는 각 광 빔 조사 영역(26a)의 묘화 중심점 위치를 도 11에 도시한 바와 같이 균일하게 분포시켜야만 한다.FIG. 11 is a diagram showing an example of an ideal distribution of the center point of each light
그러나, 과제에서 설명한 바와 같이, 각 광 빔 조사 영역의 묘화 중심점 위치는 스테이지의 인코더의 분해능에 의해 규정되는 디지털값으로 되기 때문에, 도 11에 도시한 바와 같은 이상적인 분포가 아니라, 도 12에 도시한 바와 같은 묘화 중심점 위치에 주기적인 치우침이 생긴 분포로 되게 되어, 묘화(노광) 결과에 영향을 미칠지도 모른다는 것을 알 수 있었다.However, as described in the problem, since the writing center point position of each light beam irradiation area is a digital value defined by the resolution of the encoder of the stage, it is not an ideal distribution as shown in FIG. It was found that the distribution resulted in periodic bias at the location of the drawing center point as shown, which may affect the drawing (exposure) result.
예를 들면, X 스테이지(5)의 인코더(32)의 분해능 Rsl이 0.5㎛, 미러 피치 Pp(각 미러의 중심점 위치간의 거리=미러 조사 영역+미러간의 간극)가 11.6㎛인 경우를 설명한다.For example, the case where the resolution Rsl of the
도 13은 상기 조건에서의 임의의 미러의 묘화 중심 위치를 기준으로 하여, 디지털값의 인코더 출력 EO로 규정되는 미러의 실제 묘화 중심점 위치 Pr, 그 미러의 이상적인 묘화 중심점 위치 Pi, 및 양자의 차의 절대값으로 규정되는 오차 Err(=│Pr-Pi│), 각 묘화(노광) 위치의 묘화 간격 Pd를 도시한 표이다. 묘화는 미러 피치 Pp의 배수에 가장 가까운 인코더 출력 EO마다 행해진다. 따라서, 본 예에서는 묘화(노광)는 당초 11.5㎛의 배수의 위치에서 행해지고, 미러의 노광 중심점 위치와 이상적인 그 미러의 중심점 위치 Pi의 차가 적산되어 간다. 그러나, 묘화(노광) 위치수 5번째에서는, 적산 오차가 인코더 분해능의 Err에 해당하는 0.5㎛로 되므로, 노광 중심점 위치를 12.0㎛ 진행시켜 적산 오차를 리세트한다. 이 No. 1부터 No.5의 묘화(노광)가 반복하여 행해진다. 이 결과, 전(前)미러의 묘화 중심점 위치와의 거리인 묘화 간격 Pd는 최초의 4묘화(노광)가 11.5㎛로 되고, 5번째의 묘화가 0.5㎛ 더 이격된 12.0㎛의 위치에 묘화(노광)된다. 이와 같은 묘화가 기판의 주사 방향에 대하여 수직 방향으로 배열한 미러에 대하여 동기하여 행해진다.Fig. 13 shows the actual drawing center point position Pr of the mirror defined by the encoder output EO of the digital value, the ideal drawing center point position Pi of the mirror, and the difference between both, based on the drawing center position of any mirror under the above conditions. It is a table which shows the error Err (= | Pr-Pi |) prescribed | regulated by an absolute value, and the drawing interval Pd of each drawing (exposure) position. Drawing is performed for each encoder output EO closest to the multiple of the mirror pitch Pp. Therefore, in this example, drawing (exposure) is initially performed at a position of multiples of 11.5 占 퐉, and the difference between the exposure center point position of the mirror and the center point position Pi of the ideal mirror is integrated. However, in the fifth drawing (exposure) position number, since the integration error is 0.5 µm corresponding to the Err of the encoder resolution, the integration error is advanced by 12.0 µm to reset the integration error. This no. Drawing (exposure) of No. 5 from 1 is performed repeatedly. As a result, the drawing interval Pd, which is the distance from the writing center point position of the front mirror, is drawn at a position of 12.0 μm at which the first 4 writing (exposure) becomes 11.5 μm, and the fifth drawing is 0.5 μm further apart. Exposure). Such drawing is performed in synchronization with the mirror arranged in the direction perpendicular to the scanning direction of the substrate.
이 결과, 도 12에 도시한 바와 같이, 5묘화마다의 주기적인 치우침이 생긴 분포로 되게 된다.As a result, as shown in FIG. 12, the distribution which generate | occur | produced the periodic skew every five drawing is made.
따라서, 본 발명에서는 복수개의 미러로 구성되는 일정한 묘화 영역, 예를 들면 도 10에 도시한 묘화 패턴(2a) 내, 혹은, 도 12에서 도시한 전체 미러로 구성되는 정방형 영역 내에 대하여 균일적인 묘화(노광)가 얻어지도록, 즉 전술한 주기적인 치우침이 생기지 않도록 상기 축적 오차를 분산하여 묘화(노광)한다. 분산시키는 방향으로서는, 주사 방향 또는 주사 방향에 대하여 수직한 방향 혹은 양 방향이 생각된다. 그 일례로서, 주사 방향으로 분산시키는 경우를 나타낸다.Therefore, in the present invention, a uniform drawing region is formed in a constant drawing region composed of a plurality of mirrors, for example, in the
도 14는 그 일 실시 형태의 처리 플로우를 도시하는 도면이고, 도 15는 도 13에 도시한 조건에서 도 14의 처리 플로우에 기초하여 주사 방향 1라인의 각 묘화 위치의 묘화 간격, 적산 오차 등을 도시한 표이다. 도 14에서, 파라미터 C, Imax, Imin을 변화시킴으로써, 주사 방향의 분산의 방법을 변화시킬 수 있다. 본 실시 형태에서는, C=0.1, Imin=-1, Imax=1로 한다.FIG. 14 is a diagram showing a processing flow of one embodiment, and FIG. 15 shows drawing intervals, integration errors, and the like at each drawing position of one line in the scanning direction based on the processing flow of FIG. 14 under the conditions shown in FIG. This is a table. In Fig. 14, by changing the parameters C, Imax and Imin, the method of dispersion in the scanning direction can be changed. In this embodiment, C = 0.1, Imin = -1, and Imax = 1.
우선, 스테이지 인코더의 분해능 Rsl(0.5㎛)을 얻는다(스텝 1). 다음으로, 묘화 간격 P(12.6㎛)를 얻고, 그 분해능에 기초하는 디지털값 Pd(12.5㎛)를 얻는다(스텝 2).First, the resolution Rsl (0.5 mu m) of the stage encoder is obtained (step 1). Next, drawing interval P (12.6 micrometers) is obtained, and the digital value Pd (12.5 micrometers) based on the resolution is obtained (step 2).
다음으로 묘화 간격 오차 Err(이하, 간단히 오차라고 함)을 수학식 1에 기초하여 계산하고, 적산 오차 ΣErr을 0으로 리세트한다(스텝 3). 본 예의 경우는 오차 Err은 0.1㎛로 된다. 실제로는, 처리 장치의 디지털화에 의해 우수리가 생기게 되므로 복잡한 숫자로 된다.Next, the drawing interval error Err (hereinafter, simply referred to as error) is calculated based on
다음으로, 오차 Err의 부호 S를 수학식 2에 의해 구한다(스텝 4). 본 예에서는 부호 S는 +1로 된다.Next, code | symbol S of error Err is calculated | required by Formula (step 4). In this example, the symbol S becomes +1.
다음으로, I=Imin(=-1)으로 놓고(스텝 5), 묘화 간격마다 도 13에 도시한 묘화 중심점 위치 Pr 및 수학식 3에 의해 일정한 묘화 영역, 예를 들면 도 12에 도시한 복수의 미러로 구성되는 정방형 영역 내에 대하여 균일적인 묘화가 얻어지도록 계산한다(스텝 6). 적산 오차는 오차가 0.1이기 때문에 0.1 씩 늘려간다.Next, at I = Imin (= -1) (step 5), each of the drawing center points Pr shown in Fig. 13 and a constant drawing area by the equation (3), for example, a plurality of drawing areas shown in Fig. 12, for each drawing interval. It calculates so that uniform drawing may be obtained in the square area | region comprised from a mirror (step 6). The integration error increases by 0.1 because the error is 0.1.
다음으로 분산 지표 D를 수학식 4에 의해 계산하고, 적산 오차 ΣErr과 비교한다(스텝 7).Next, the dispersion index D is calculated by the equation (4) and compared with the integration error ΣErr (step 7).
분산 지표 D는, 상수 파라미터 C에 대하여 가변 파라미터 I가 변화됨으로써 변동하고, 적산 오차 ΣErr 이상으로 되는 일치하는 묘화 위치수가 변화한다. 도 15에서는, I=-1일 때가 6위치, I=0일 때가 4위치, I=1일 때가 4위치로 된다. 이 주사 방향의 묘화 위치의 변동이 주기적인 치우침을 완화한다. 그 결과, 일정한 묘화 영역에 대하여 보다 균일적인 묘화(노광)가 얻어진다.The dispersion index D is changed by changing the variable parameter I with respect to the constant parameter C, and the matching drawing position number which becomes more than integration error (Sigma) Err changes. In Fig. 15, six positions are set when I = -1, four positions are set when I = 0, and four positions set when I = 1. This fluctuation in the drawing position in the scanning direction alleviates periodic bias. As a result, more uniform drawing (exposure) is obtained for the constant drawing region.
스텝 7에서, 적산 오차 ΣErr이 분산 지표 D 이상으로 되었을 때, 분해능 Rsl분의 오차가 발생한 것으로 하고, 수학식 5에 나타내는 바와 같이 묘화 위치의 묘화 간격 Pd에 분해능 Rsl을 더하여 (수학식 5)로 위치 어긋남을 리세트한다(스텝 8).In
또한, 묘화 위치로 변경한 분만큼, 적산 오차 ΣErr을 수학식 6과 같이 보정한다(스텝 9).In addition, the integration error ΣErr is corrected as in
그리고 I에 1을 더하고(스텝 10), 스텝 11로 간다.1 is added to I (step 10), and the process proceeds to step 11.
한편, 분산 지표 D가 적산 오차 ΣErr보다 작을 때는, 아직 묘화 간격의 보정은 빠르다고 판단하고 스텝 11로 간다. 스텝 11에서는 더 묘화 중심점 위치의 산출이 필요한지를 판단하고, 필요하지 않으면 종료한다. 필요하다면 변동 파라미터 I는 변동 폭이 상한으로 되었는지를 판단하고, 상한이면 스텝 5로 가서, 하한의 값으로 리세트하고, 상한이 아니면 스텝 6으로 가서 스텝 6부터의 처리를 반복한다.On the other hand, when dispersion | distribution index D is smaller than integration error (Sigma) Err, it judges that the drawing interval correction is still fast, and it goes to step 11. In
이와 같은 처리를 함으로써 도 15가 얻어진다. 도 15에서는 임의의 주사 방향의 1라인의 일부의 데이터를 도시한 것이다.By such a process, FIG. 15 is obtained. Fig. 15 shows data of part of one line in an arbitrary scanning direction.
도 14에서는, 각 라인에 대하여 동일한 처리를 하고 있으므로 각 라인의 동일한 묘화 위치에 동일한 데이터가 나온다. 이와 같은 상태에서도 임의의 일정한 묘화 영역으로부터 보면 충분히 균일해진 묘화(노광)가 얻어진다.In Fig. 14, the same processing is performed on each line, so that the same data appears at the same drawing position of each line. Even in such a state, sufficiently uniform drawing (exposure) is obtained when viewed from any constant drawing region.
또한, 도 16에서는 인접 라인에 도 15에 계산하는 묘화 위치를 어긋나게 함으로써 더욱 일정한 묘화 영역의 평균화를 도모하고 있다.In addition, in FIG. 16, the drawing position calculated by FIG. 15 is shifted | deviated from the adjacent line, and more constant averaging of the drawing area is aimed at.
본 실시 형태에, 각 광 빔 조사 영역(묘화 영역)의 각 미러의 묘화 중심점 위치를 디지털값으로 변환할 때에, 주기적인 치우침이 생기지 않도록 분산시켜, 균일에 가까운 노광량으로 기판 전체면에 걸쳐 묘화할 수 있다. 이에 의해, 고화질의 표시용 패널을 제조하는 것이 가능하게 된다.In this embodiment, when converting the drawing center point position of each mirror of each light beam irradiation area | region (drawing area) into a digital value, it disperse | distributes so that a periodic bias may not arise, and it writes over the whole board | substrate with an exposure amount near uniform. Can be. Thereby, it becomes possible to manufacture a display panel of high quality.
도 17?도 20은 광 빔에 의한 기판의 주사를 설명하는 도면이다. 도 17?도 20은 8개의 광 빔 조사 장치(20)를 이용하여, 기판(1)의 X 방향의 주사를 4회 행하여, 기판(1) 전체를 주사하는 예를 도시하고 있다. 도 17?도 20에서는, 각 광 빔 조사 장치(20)의 헤드부(20a)가 파선으로 도시되어 있다. 각 광 빔 조사 장치(20)의 헤드부(20a)로부터 조사된 광 빔은, Y 방향으로 밴드폭 W를 갖고, X 스테이지(5)의 X 방향으로의 이동에 의해, 기판(1)을 화살표로 나타내는 방향으로 주사한다.17-20 is a figure explaining scan of the board | substrate by a light beam. 17 to 20 show an example in which the
도 17은 1회째의 주사를 나타내고, X 방향으로의 1회째의 주사에 의해, 도 17에 회색으로 나타내는 주사 영역에서 패턴의 묘화가 행해진다. 1회째의 주사가 종료되면, Y 스테이지(7)의 Y 방향으로의 이동에 의해, 기판(1)이 Y 방향으로 밴드폭 W와 동일한 거리만큼 이동된다. 도 18은 2회째의 주사를 나타내고, X 방향으로의 2회째의 주사에 의해, 도 18에 회색으로 나타내는 주사 영역에서 패턴의 묘화가 행해진다. 2회째의 주사가 종료되면, Y 스테이지(7)의 Y 방향으로의 이동에 의해, 기판(1)이 Y 방향으로 밴드폭 W와 동일한 거리만큼 이동된다. 도 19는 3회째의 주사를 나타내고, X 방향으로의 3회째의 주사에 의해, 도 19에 회색으로 나타내는 주사 영역에서 패턴의 묘화가 행해진다. 3회째의 주사가 종료되면, Y 스테이지(7)의 Y 방향으로의 이동에 의해, 기판(1)이 Y 방향으로 밴드폭 W와 동일한 거리만큼 이동된다. 도 20은 4회째의 주사를 나타내고, X 방향으로의 4회째의 주사에 의해, 도 20에 회색으로 나타내는 주사 영역에서 패턴의 묘화가 행해져, 기판(1) 전체의 주사가 종료된다.FIG. 17 shows the first scan, and the pattern is drawn in the scan region shown in gray in FIG. 17 by the first scan in the X direction. When the first scanning is completed, the
복수의 광 빔 조사 장치(20)로부터의 복수의 광 빔에 의해 기판(1)의 주사를 병행하여 행함으로써, 기판(1) 전체의 주사에 걸리는 시간을 짧게 할 수 있어, 택트 타임을 단축할 수 있다.By performing the scanning of the
또한, 도 17?도 20에서는, 기판(1)의 X 방향의 주사를 4회 행하여, 기판(1) 전체를 주사하는 예를 나타냈지만, 주사의 횟수는 이에 한하지 않고, 기판(1)의 X방향의 주사를 3회 이하 또는 5회 이상 행하여, 기판(1) 전체를 주사해도 된다.In addition, although the example which scans the whole board |
이상 설명한 실시 형태에 따르면, 광 빔 조사 영역(26a)의 중심점을, 기판(1)의 일정한 묘화 영역 내에 주기적인 치우침이 생기지 않게 분포시킬 수 있어, 묘화 품질을 향상시킬 수 있다.According to the embodiment described above, the center point of the light
본 발명의 노광 장치 또는 노광 방법을 이용하여 기판의 노광을 행함으로써, 패턴 전체면에 걸쳐 균일에 가까운 노광량으로 묘화하여, 묘화 품질을 향상시킬 수 있으므로, 고품질의 표시용 패널 기판을 제조할 수 있다.By exposing the substrate using the exposure apparatus or the exposure method of the present invention, the drawing quality can be improved by drawing with an exposure amount close to uniform over the entire pattern surface, so that a high quality display panel substrate can be manufactured. .
예를 들면, 도 21은 액정 디스플레이 장치의 TFT 기판의 제조 공정의 일례를 도시하는 플로우차트이다. 박막 형성 공정(스텝 101)에서는, 스퍼터법이나 플라즈마 화학 기상 성장(CVD)법 등에 의해, 기판 상에 액정 구동용의 투명 전극으로 되는 도전체막이나 절연체막 등의 박막을 형성한다. 레지스트 도포 공정(스텝 102)에서는, 롤 도포법 등에 의해 포토레지스트를 도포하여, 박막 형성 공정(스텝 101)에서 형성한 박막 상에 포토레지스트막을 형성한다. 노광 공정(스텝 103)에서는, 노광 장치를 이용하여, 포토레지스트막에 패턴을 형성한다. 현상 공정(스텝 104)에서는, 샤워 현상법 등에 의해 현상액을 포토레지스트막 상에 공급하여, 포토레지스트막의 불필요 부분을 제거한다. 에칭 공정(스텝 105)에서는, 웨트 에칭에 의해, 박막 형성 공정(스텝 101)에서 형성한 박막 중, 포토레지스트막으로 마스크되어 있지 않은 부분을 제거한다. 박리 공정(스텝 106)에서는, 에칭 공정(스텝 105)에서의 마스크의 역할을 끝낸 포토레지스트막을, 박리액에 의해 박리한다. 이들 각 공정 전 또는 후에는, 필요에 따라서, 기판의 세정/건조 공정이 실시된다. 이들 공정을 수회 반복하여, 기판 상에 TFT 어레이가 형성된다.For example, FIG. 21 is a flowchart which shows an example of the manufacturing process of TFT board of a liquid crystal display device. In the thin film formation step (step 101), a thin film such as a conductor film or insulator film, which becomes a transparent electrode for driving liquid crystal, is formed on a substrate by a sputtering method, a plasma chemical vapor deposition (CVD) method, or the like. In a resist coating process (step 102), a photoresist is apply | coated by a roll coating method etc., and a photoresist film is formed on the thin film formed in the thin film formation process (step 101). In an exposure process (step 103), a pattern is formed in a photoresist film using an exposure apparatus. In the developing step (step 104), the developer is supplied onto the photoresist film by a shower developing method or the like to remove unnecessary portions of the photoresist film. In an etching process (step 105), the part which is not masked with the photoresist film is removed from the thin film formed in the thin film formation process (step 101) by wet etching. In a peeling process (step 106), the photoresist film which finished the role of the mask in an etching process (step 105) is peeled with a peeling liquid. Before or after each of these processes, the board | substrate washing | cleaning / drying process is performed as needed. These processes are repeated several times to form a TFT array on a substrate.
또한, 도 22는 액정 디스플레이 장치의 컬러 필터 기판의 제조 공정의 일례를 도시하는 플로우차트이다. 블랙 매트릭스 형성 공정(스텝 201)에서는, 레지스트 도포, 노광, 현상, 에칭, 박리 등의 처리에 의해, 기판 상에 블랙 매트릭스를 형성한다. 착색 패턴 형성 공정(스텝 202)에서는, 염색법이나 안료 분산법 등에 의해, 기판 상에 착색 패턴을 형성한다. 이 공정을, R, G, B의 착색 패턴에 대하여 반복한다. 보호막 형성 공정(스텝 203)에서는, 착색 패턴 상에 보호막을 형성하고, 투명 전극막 형성 공정(스텝 204)에서는, 보호막 상에 투명 전극막을 형성한다. 이들 각 공정 전, 도중 또는 후에는, 필요에 따라서, 기판의 세정/건조 공정이 실시된다.22 is a flowchart which shows an example of the manufacturing process of the color filter substrate of a liquid crystal display device. In a black matrix formation process (step 201), a black matrix is formed on a board | substrate by processes, such as resist coating, exposure, image development, etching, and peeling. In a coloring pattern formation process (step 202), a coloring pattern is formed on a board | substrate by a dyeing method, a pigment dispersion method, etc. This process is repeated with respect to the coloring patterns of R, G, and B. In a protective film formation process (step 203), a protective film is formed on a coloring pattern, and in a transparent electrode film formation process (step 204), a transparent electrode film is formed on a protective film. Before, during or after each of these steps, a substrate cleaning / drying step is performed as necessary.
도 21에 도시한 TFT 기판의 제조 공정에서는, 노광 공정(스텝 103)에서, 도 22에 도시한 컬러 필터 기판의 제조 공정에서는, 블랙 매트릭스 형성 공정(스텝 201) 및 착색 패턴 형성 공정(스텝 202)의 노광 처리에서, 본 발명의 노광 장치 또는 노광 방법을 적용할 수 있다.In the manufacturing process of the TFT substrate shown in FIG. 21, in the exposure process (step 103), in the manufacturing process of the color filter substrate shown in FIG. 22, the black matrix forming step (step 201) and the coloring pattern forming step (step 202). In the exposure treatment of, the exposure apparatus or the exposure method of the present invention can be applied.
1 : 기판
2a : 패턴
3 : 베이스
4 : X 가이드
5 : X 스테이지
6, 16 : Y 가이드
7, 17 : Y 스테이지
8, 18 : θ 스테이지
10 : 척
11 : 게이트
20 : 광 빔 조사 장치
20a : 헤드부
21 : 레이저 광원 유닛
22 : 광 파이버
23 : 렌즈
24 : 미러
25 : DMD(Digital Micromirror Device)(공간적 광 변조기)
25a : 미러부
26 : 촬영 렌즈
26a : 광 빔 조사 영역
27 : DMD 구동 회로
31, 33 : 리니어 스케일
32, 34 : 인코더
40 : 레이저 길이 측정계 제어 장치
41 : 레이저 광원
42, 44 : 레이저 간섭계
43, 45 : 바 미러
60 : 스테이지 구동 회로
70 : 주제어 장치
71 : 묘화 제어부
72, 76 : 메모리
73 : 밴드폭 설정부
74 : 중심점 좌표 결정부
75 : 좌표 결정부
77 : 묘화 데이터 작성부1: substrate
2a: pattern
3: base
4: X guide
5: X stage
6, 16: Y guide
7, 17: Y stage
8, 18: θ stage
10: Chuck
11: gate
20: light beam irradiation device
20a: head part
21: laser light source unit
22: optical fiber
23: lens
24: mirror
25: DMD (Digital Micromirror Device) (Spatial Light Modulator)
25a: mirror portion
26: shooting lens
26a: light beam irradiation area
27: DMD drive circuit
31, 33: linear scale
32, 34: Encoder
40: laser length measuring system control device
41: laser light source
42, 44: laser interferometer
43, 45: Bar Mirror
60: stage driving circuit
70: main controller
71: drawing control unit
72, 76: memory
73: bandwidth setting unit
74: center point coordinate determination unit
75: coordinate determination unit
77: drawing data creation unit
Claims (13)
상기 기판에 묘화하는 일정한 묘화 영역 내의 노광량이 균일에 가까워지도록 상기 일정한 묘화 영역 내의 상기 각 미러의 묘화 중심점 위치를 분산시키는 분산 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 노광 장치. An optical beam irradiator for irradiating a light beam onto a photoresist-coated substrate based on imaging data by a spatial light modulator arranged in two directions orthogonal to a plurality of mirrors, and writing the substrate and the optical beam irradiator An exposure apparatus having a scanning means for scanning relatively and a detecting means for digitally detecting a position of the scanning means,
And a dispersing means for dispersing the positions of the writing center points of the mirrors in the constant drawing region so that the exposure amount in the constant drawing region to be drawn on the substrate is close to uniformity.
상기 각 미러는 상기 주사 방향으로 배열된 미러인 것을 특징으로 하는 노광 장치.The method of claim 1,
And each mirror is a mirror arranged in the scanning direction.
상기 분산 수단은 상기 주사 방향으로 배열된 미러에 의한 분산 패턴을 상기 주사 방향과 수직한 방향으로 위상을 어긋나게 하여 분산시키는 수단인 것을 특징으로 하는 노광 장치.The method of claim 2,
And said dispersing means is means for dispersing a dispersion pattern by mirrors arranged in said scanning direction by shifting a phase in a direction perpendicular to said scanning direction.
상기 분산 수단은, 상기 검출 수단에 의해 생기는 상기 일정한 묘화 영역 내의 치우친 위치 어긋남을 분산시키는 수단인 것을 특징으로 하는 노광 장치.The method of claim 1,
The dispersing means is a means for dispersing a biased positional shift in the constant drawing region generated by the detecting means.
상기 광 빔 조사 장치를 탑재하여 회전하고, 상기 광 빔 조사 장치의 공간적 광 변조기를 주사 방향에 대하여 기울어지게 하는 스테이지를 갖는 것을 특징으로 하는 노광 장치.The method of claim 1,
And a stage which mounts and rotates the light beam irradiating device and inclines the spatial light modulator of the light beam irradiating device with respect to the scanning direction.
상기 광 빔 조사 장치의 공간적 광 변조기는, 주사 방향에 대하여 미러의 간격분만큼 기울어져 배치된 것을 특징으로 하는 노광 장치.The method according to claim 1 or 5,
The spatial light modulator of the light beam irradiation apparatus is disposed inclined by the interval of the mirror with respect to the scanning direction.
상기 기판에 묘화하는 일정한 묘화 영역 내의 노광량이 균일에 가까워지도록 상기 일정한 묘화 영역 내의 상기 각 미러의 묘화 중심점 위치를 분산시키는 것을 특징으로 하는 노광 방법.The substrate is relatively scanned by a light beam irradiation device for irradiating a light beam onto a photoresist-coated substrate based on the drawing data by a spatial light modulator arranged in two directions orthogonal to the plurality of mirrors, and the substrate, and scanning An exposure method for digitally detecting the position of
And a writing center point position of each of the mirrors in the constant drawing region so as to be uniform in the exposure amount in the constant drawing region to be drawn on the substrate.
상기 각 미러는 상기 주사 방향으로 배열된 미러인 것을 특징으로 하는 노광 방법.The method of claim 7, wherein
Each mirror is a mirror arranged in the scanning direction.
상기 분산은 상기 주사 방향으로 배열된 미러에 의한 분산 패턴을 상기 주사 방향과 수직한 방향으로 위상을 어긋나게 하여 분산시켜 행하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.The method of claim 8,
And the dispersion is performed by dispersing a dispersion pattern by mirrors arranged in the scanning direction by shifting phases in a direction perpendicular to the scanning direction.
상기 분산은, 상기 검출에 의해 생기는 상기 일정한 묘화 영역의 치우친 위치 어긋남을 분산시켜 행하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.The method of claim 7, wherein
The said dispersion | distribution is performed by disperse | distributing the shift | offset | difference position shift of the said constant drawing area which arises by the said detection.
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