KR20120107980A - 노광 장치 - Google Patents

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KR20120107980A
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브이 테크놀로지 씨오. 엘티디
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Abstract

본 발명은 스테이지(8) 상에 보유 지지된 TFT 기판(4)의 면에 노광되는 노광 패턴과 동일 형상의 마스크 패턴을 형성한 포토마스크(10, 24)와, 포토마스크(10, 24)에 각각 형성된 마스크 패턴의 등배 정립상을 TFT 기판(4) 표면에 결상 가능하게 포토마스크(10, 24)의 법선 방향으로 복수의 볼록 렌즈(14, 28)를 배치하여 구성한 단위 렌즈군(15, 29)을 포토마스크(10, 24) 및 스테이지(8) 상에 보유 지지된 TFT 기판(4)의 면에 평행한 면 내에 복수 배열한 렌즈 조립체(11, 25)와, 이 렌즈 조립체(11, 25)를 마스크(10, 24) 및 스테이지(8) 상의 TFT 기판(4)의 면에 평행한 면 내를 이동시키는 이동 수단(12, 26)을 구비한 것이다.

Description

노광 장치 {EXPOSURE APPARATUS}
본 발명은 스테이지 상에 보유 지지된 피노광체에 포토마스크를 통해 노광광을 조사하여 소정의 패턴을 노광 형성하는 노광 장치에 관한 것으로, 상세하게는 대면적의 피노광체에 있어서의 비주기성의 패턴의 노광을 고해상력으로 행할 수 있도록 하는 노광 장치에 관한 것이다.
이러한 종류의 종래의 노광 장치는 일정 속도로 반송되는 피노광체에 대해 포토마스크를 통해 노광광을 간헐적으로 조사하여, 포토마스크의 마스크 패턴을 소정 위치에 노광하는 노광 장치이며, 상기 포토마스크에 의한 노광 위치, 또는 상기 노광 위치보다도 상기 피노광체의 반송 방향 반대측의 위치를 촬상하도록 배치되고, 상기 반송 방향과 대략 직교하는 방향으로 배열된 복수개의 수광 소자를 갖는 제1 촬상 수단과, 상기 포토마스크에 의한 노광 위치, 또는 상기 노광 위치보다도 상기 피노광체의 반송 방향 반대측의 위치를 촬상하도록 배치되고, 상기 반송 방향과 대략 평행하게 배열된 복수개의 수광 소자를 갖는 제2 촬상 수단과, 상기 피노광체 및 포토마스크를 상기 반송 방향과 대략 직교하는 방향으로 상대 이동하여 상기 포토마스크에 의한 노광 위치를 보정하는 얼라인먼트 수단과, 상기 제1 촬상 수단에 의해 상기 피노광체 상에 미리 설치된 노광 위치 보정용의 제1 기준 위치가 검출되면, 그것에 기초하여 상기 얼라인먼트 수단의 구동을 제어하고, 상기 제2 촬상 수단에 의해 상기 피노광체 상에 미리 설치된 노광광의 조사 타이밍 추출용의 제2 기준 위치가 검출되면, 그것에 기초하여 상기 노광광의 조사 타이밍을 제어하는 제어 수단을 구비한 것으로 되어 있었다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).
일본 특허 출원 공개 제2008-76709호 공보
그러나, 이와 같은 종래의 노광 장치에 있어서는, 피노광체(기판)에 대해 주기성이 있는 패턴을 노광하는 경우에는, 기판을 일방향으로 일정 속도로 반송하면서 노광광의 조사 타이밍을 소정 주기로 제어하는 것만으로 용이하게 행할 수 있지만, 비주기성의 패턴의 노광은 곤란했다. 또한, 포토마스크를 기판에 대해 근접 대향시켜 노광하는 것이므로, 포토마스크에 조사되는 광원광에 있어서의 시각(콜리메이션 반각)의 존재에 의해, 기판 상의 패턴의 상이 희미해져 분해능이 저하되어, 미세한 패턴을 노광 형성할 수 없다고 하는 우려가 있었다.
이와 같은 문제에 대해서는, 기판 상에 포토마스크의 상을 결상 렌즈에 의해 축소 투영하여 노광하는 스테퍼 노광 장치를 사용함으로써 대처할 수 있지만, 예를 들어 한 변이 1m 이상인 대면적의 기판에 대해 노광을 행하는 경우에는, 사용하는 렌즈 구경이 기판의 크기에 대응하여 커져 고가의 것으로 된다고 하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점에 대처하여, 대면적의 피노광체에 있어서의 비주기성의 패턴의 노광을 고해상력으로 행할 수 있는 노광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 노광 장치는 스테이지 상에 보유 지지된 피노광체의 면에 노광되는 노광 패턴과 동일 형상의 마스크 패턴을 형성한 포토마스크와, 상기 포토마스크와 상기 스테이지 사이에 배치되어, 상기 포토마스크에 형성된 마스크 패턴의 등배 정립상을 상기 피노광체 표면에 결상 가능하게 상기 포토마스크의 법선 방향으로 복수의 볼록 렌즈를 배치하여 구성한 단위 렌즈군을 상기 포토마스크 및 상기 스테이지 상에 보유 지지된 피노광체의 면에 평행한 면 내에 복수 배열한 렌즈 조립체와, 상기 렌즈 조립체를 상기 포토마스크 및 상기 스테이지 상의 피노광체의 면에 평행한 면 내를 이동시키는 이동 수단을 구비한 것이다.
이와 같은 구성에 의해, 포토마스크와 스테이지 사이에 배치되어, 포토마스크의 법선 방향으로 복수의 볼록 렌즈를 배치하여 구성한 단위 렌즈군을 포토마스크 및 스테이지 상에 보유 지지된 피노광체의 면에 평행한 면 내에 복수 배열한 렌즈 조립체를 이동 수단에 의해 포토마스크 및 스테이지에 평행한 면 내를 이동시키고, 상기 렌즈 조립체로 포토마스크에 형성된 마스크 패턴의 등배 정립상을 스테이지 상에 보유 지지된 피노광체 표면에 결상하여, 피노광체에 소정의 패턴을 노광한다.
또한, 상기 렌즈 조립체는 이것의 이동 방향에 대해 직교 방향으로 복수의 상기 단위 렌즈군을 소정 피치로 배열한 렌즈열을 상기 이동 방향으로 소정 피치로 복수열 설치하는 동시에, 상기 이동 방향에서 볼 때 상기 각 렌즈열의 각 단위 렌즈군의 일부가 겹치도록 서로 인접하는 상기 렌즈열의 한쪽의 렌즈열을 상기 단위 렌즈군의 배열 방향으로 소정량만큼 시프트시켜 설치한 것이다. 이에 의해, 렌즈 조립체의 이동 방향에 대해 직교 방향으로 복수의 단위 렌즈군을 소정 피치로 배열한 렌즈열을 상기 이동 방향으로 소정 피치로 복수열 설치하는 동시에, 상기 이동 방향에서 볼 때 각 렌즈열의 각 단위 렌즈군의 일부가 겹치도록 서로 인접하는 렌즈열의 한쪽의 렌즈열을 단위 렌즈군의 배열 방향으로 소정량만큼 시프트시켜 설치한 렌즈 조립체를 이동하면서 포토마스크의 마스크 패턴을 피노광체 상에 노광한다.
또한, 상기 렌즈 조립체는 투명한 기판의 표리면에 서로 대응시켜 복수의 볼록 렌즈를 형성한 제1, 제2, 제3 및 제4 렌즈 어레이를 대응하는 각 볼록 렌즈의 광축을 합치시켜 포개는 동시에, 상기 포토마스크의 마스크 패턴의 중간 도립상을 상기 제2 렌즈 어레이와 상기 제3 렌즈 어레이 사이에 결상시키도록 구성된 것이다. 이에 의해, 투명한 기판의 표리면에 서로 대응시켜 복수의 볼록 렌즈를 형성한 제1, 제2, 제3 및 제4 렌즈 어레이를 대응하는 각 볼록 렌즈의 광축을 합치시켜 포개는 동시에, 포토마스크의 마스크 패턴의 중간 도립상을 제2 렌즈 어레이와 제3 렌즈 어레이 사이에 결상시키도록 구성된 렌즈 조립체에 의해, 포토마스크에 형성된 마스크 패턴의 등배 정립상을 피노광체 표면에 결상한다.
그리고, 상기 렌즈 조립체는 상기 제3 렌즈 어레이의 광의 진행 방향 상류측에 위치하는 볼록 렌즈의 표면에 근접하여 소정 형상의 개구를 갖는 제1 조리개를 설치하여, 단위 렌즈에 의한 노광 영역을 렌즈의 중앙부로 제한한 것이다. 이에 의해, 렌즈 조립체의 제3 렌즈 어레이의 광의 진행 방향 상류측에 위치하는 볼록 렌즈의 표면에 근접하여 형성한 소정 형상의 개구를 갖는 제1 조리개에 의해 단위 렌즈에 의한 노광 영역을 렌즈의 중앙부로 제한한다.
또한, 상기 제1 조리개의 개구는 평면에서 볼 때 직사각 형상의 개구에 있어서, 상기 렌즈 조립체의 이동 방향에서 볼 때 인접하는 제1 조리개의 개구의 일부와 겹치는 부분의 면적이 상기 겹침부 전체의 면적의 절반으로 되도록 그 일부를 차광한 형상을 이루고 있다. 이에 의해, 평면에서 볼 때 직사각 형상의 개구에 있어서, 렌즈 조립체의 이동 방향에서 볼 때 인접하는 제1 조리개의 개구의 일부와 겹치는 부분의 면적이 겹침부 전체의 면적의 절반으로 되도록 그 일부를 차광한 형상의 제1 조리개의 개구에서 노광 영역을 제한하여 포토마스크의 마스크 패턴을 피노광체 표면에 노광한다. 이 경우, 렌즈 조립체의 이동 방향에 선후하여 존재하는 단위 렌즈군의 겹침 노광에 의해 소정량의 노광을 행한다.
또한, 상기 렌즈 조립체는 상기 제4 렌즈 어레이의 광의 진행 방향 상류측의 렌즈 표면에 근접하여 광속 직경을 제한하는 제2 조리개를 설치한 것이다. 이에 의해, 제4 렌즈 어레이의 광의 진행 방향 상류측의 렌즈 표면에 근접하여 설치한 제2 조리개로 광속 직경을 제한한다.
그리고, 상기 스테이지는 상기 피노광체를 적재하여 일방향으로 반송 가능하게 되고, 상기 이동 수단은 상기 스테이지의 이동이 정지 상태에 있어서, 상기 렌즈 조립체를 이동시키는 것이다. 이에 의해, 피노광체를 적재하여 일방향으로 반송하고 있는 스테이지를 일단 정지시키고, 이 정지 상태에 있어서 이동 수단으로 렌즈 조립체를 이동하여 포토마스크의 마스크 패턴을 피노광체 상에 노광한다.
또한, 상기 스테이지의 상방에서 상기 포토마스크에 대해 상기 피노광체의 반송 방향과 반대측에는 투명 기판의 일면에 형성된 차광막에, 상기 피노광체의 반송 방향과 직교하는 방향으로 소정 간격으로 적어도 1열로 배열하여 복수의 다른 마스크 패턴을 형성한 다른 포토마스크를 더 구비하고, 상기 다른 포토마스크에 대해 광원광을 소정의 시간 간격으로 간헐적으로 조사하여 일정 속도로 반송 중의 상기 피노광체에 상기 다른 마스크 패턴을 소정 주기로 노광하도록 한 것이다. 이에 의해, 스테이지의 상방에서 포토마스크에 대해 피노광체의 반송 방향과 반대측에 구비되고, 투명 기판의 일면에 형성된 차광막에, 피노광체의 반송 방향과 직교하는 방향으로 소정 간격으로 적어도 1열로 배열하여 복수의 다른 마스크 패턴을 형성한 다른 포토마스크에 대해 광원광을 소정의 시간 간격으로 간헐적으로 조사하고, 일정 속도로 반송 중의 피노광체에 상기 다른 마스크 패턴을 소정 주기로 노광한다.
또한, 상기 다른 포토마스크는 투명 기판의 상기 피노광체측과는 반대측의 면에 형성된 차광막에, 요구 해상력이 다른 2종류의 마스크 패턴으로 이루어지는 2개의 마스크 패턴군을 상기 피노광체의 반송 방향에 선후하여 형성하고, 상기 피노광체측의 면에는 상기 요구 해상력이 다른 2종류의 마스크 패턴 중, 요구 해상력이 높은 마스크 패턴에 대응하여 상기 마스크 패턴을 상기 피노광체 상에 축소 투영하는 마이크로 렌즈를 형성한 것이다. 이에 의해, 투명 기판의 피노광체측과는 반대측의 면에 형성된 차광막에 피노광체의 반송 방향에 선후하여 형성된 요구 해상력이 다른 2종류의 마스크 패턴으로 이루어지는 2개의 마스크 패턴군 중, 요구 해상력이 높은 마스크 패턴군의 복수의 마스크 패턴을, 상기 투명 기판의 피노광체측에 상기 요구 해상력이 높은 마스크 패턴에 대응하여 형성된 복수의 마이크로 렌즈에 의해 피노광체 상에 축소 투영한다.
또한, 상기 요구 해상력이 높은 마스크 패턴으로 이루어지는 마스크 패턴군은 상기 피노광체의 반송 방향에 대략 직교하는 방향으로 상기 복수의 마스크 패턴을 소정 피치로 일직선 형상으로 배열하여 형성한 복수의 마스크 패턴열을 구비하고, 상기 피노광체의 반송 방향 선두측에 위치하는 마스크 패턴열에 의해 형성되는 복수의 노광 패턴 사이를 후속의 마스크 패턴열에 의해 형성되는 복수의 노광 패턴에 의해 보완 가능하게, 상기 후속의 마스크 패턴열을 상기 복수의 마스크 패턴의 상기 배열 방향으로 각각 소정 치수만큼 어긋나게 하여 형성한 것이다. 이에 의해, 피노광체의 반송 방향에 대략 직교하는 방향으로 복수의 마스크 패턴을 소정 피치로 배열하여 형성한 복수의 마스크 패턴열을 구비하고, 피노광체의 반송 방향 선두측에 위치하는 마스크 패턴열에 대해 후속의 마스크 패턴열을 복수의 마스크 패턴의 배열 방향으로 각각 소정 치수만큼 어긋나게 하여 형성한 요구 해상력이 높은 마스크 패턴으로 이루어지는 마스크 패턴군에 의해, 피노광체의 반송 방향 선두측에 위치하는 마스크 패턴열에 의해 형성되는 복수의 노광 패턴 사이를 후속의 마스크 패턴열에 의해 형성되는 복수의 노광 패턴에 의해 보완한다.
그리고, 상기 피노광체는 표시 장치의 박막 트랜지스터용 기판이고, 상기 다른 포토마스크는 상기 박막 트랜지스터용 기판의 중앙의 표시 영역에 상기 요구 해상력이 다른 2종류의 마스크 패턴을 소정 주기로 노광하는 것으로, 상기 요구 해상력이 다른 2종류의 마스크 패턴 중, 요구 해상력이 높은 마스크 패턴이 박막 트랜지스터의 전극 배선용 마스크 패턴이고, 요구 해상력이 낮은 마스크 패턴이 상기 박막 트랜지스터에 신호를 공급하는 신호선 및 주사선용 마스크 패턴이고, 상기 포토마스크는 상기 박막 트랜지스터용 기판의 상기 표시 영역의 외측의 영역에 상기 신호선 또는 주사선에 접속하는 단자용 마스크 패턴을 설치한 것이다. 이에 의해, 다른 포토마스크에서 요구 해상력이 높은 박막 트랜지스터의 전극 배선의 노광 패턴과, 요구 해상력이 낮은 신호선 및 주사선의 노광 패턴을 박막 트랜지스터용 기판의 중앙의 표시 영역에 소정 주기로 형성하고, 박막 트랜지스터용 기판의 표시 영역의 외측의 영역에 포토마스크에서 신호선 또는 주사선의 노광 패턴과 접속하는 단자의 노광 패턴을 형성한다.
청구항 1에 관한 발명에 따르면, 포토마스크에 형성된 마스크 패턴의 등배 정립상을 피노광체 표면에 결상 가능하게 형성된 렌즈 조립체를 포토마스크의 면에 평행하게 이동하면서 노광할 수 있고, 상기 마스크 패턴이 비주기성의 패턴이라도 고해상력으로 노광할 수 있다. 이 경우, 상기 렌즈 조립체는 포토마스크의 사이즈보다도 작은 사이즈라도 좋다. 따라서, 대면적의 피노광체에 대응하여 포토마스크의 사이즈가 커져도 사용하는 렌즈 조립체의 사이즈를 작게 할 수 있어, 부품 비용을 저렴하게 할 수 있다. 이에 의해, 장치의 제조 비용을 저렴하게 할 수 있다.
또한, 청구항 2에 관한 발명에 따르면, 렌즈의 사이즈보다도 사이즈가 큰 마스크 패턴도 도중에 끊기는 일 없이, 연속해서 연결하여 노광할 수 있다.
또한, 청구항 3에 관한 발명에 따르면, 복수의 단위 렌즈를 면 내에 복수 배열한 렌즈 조립체를 용이하게 형성할 수 있다. 따라서, 렌즈 조립체의 제조 비용을 저렴하게 할 수 있다.
그리고, 청구항 4에 관한 발명에 따르면, 렌즈의 수차의 영향을 배제하여 포토마스크의 마스크 패턴의 등배 정립상을 피노광체 표면에 고정밀도로 결상시킬 수 있다. 따라서, 노광 패턴의 형성 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 청구항 5에 관한 발명에 따르면, 노광 패턴을 연결하기 위해 포개어 노광을 한 경우에도, 오버 노광을 방지할 수 있다. 따라서, 노광 패턴의 형성 정밀도를 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 청구항 6에 관한 발명에 따르면, 광속 직경을 제한할 수 있고, 렌즈 조립체의 단위 렌즈군에 의한 해상력을 보다 향상시킬 수 있다.
그리고, 청구항 7에 관한 발명에 따르면, 피노광체를 연속해서 공급하면서 노광을 행할 수 있고, 노광 처리의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 청구항 8에 관한 발명에 따르면, 동일한 노광 공정에서 주기성이 없는 노광 패턴과 주기성이 있는 노광 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 청구항 9에 관한 발명에 따르면, 피노광체 상에 요구 해상력이 다른 2종류의 노광 패턴을 그들이 혼재한 상태에서 형성하는 경우에도, 동일한 노광 공정에서 동시에 형성할 수 있어, 노광 처리 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 청구항 10에 관한 발명에 따르면, 마이크로 렌즈의 존재에 의해 마스크 패턴열의 복수의 마스크 패턴의 배열 피치를 좁게 할 수 없는 경우에도, 피노광체의 반송 방향 선두측에 위치하는 마스크 패턴열에 의해 형성되는 복수의 노광 패턴 사이를 후속의 마스크 패턴열에 의해 형성되는 복수의 노광 패턴에 의해 보완할 수 있다. 따라서, 요구 해상력이 높은 노광 패턴도 조밀하게 형성할 수 있다.
그리고, 청구항 11에 관한 발명에 따르면, 표시 장치의 박막 트랜지스터용 기판의 중앙의 표시 영역에, 높은 해상력이 요구되는 박막 트랜지스터의 전극 배선용 노광 패턴 및 해상력은 낮아도 되는 신호선 및 주사선용 노광 패턴을 소정 주기로 형성하는 동시에 상기 표시 영역의 외측의 영역에 상기 신호선 또는 주사선용 노광 패턴에 접속시켜 주기성이 없는 단자용 노광 패턴을 동일한 노광 공정에서 형성할 수 있다. 따라서, 박막 트랜지스터용 기판의 배선 패턴을 효율적으로 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 노광 장치의 실시 형태를 도시하는 정면도이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 노광 장치에 사용하는 박막 트랜지스터용 기판을 도시하는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 노광 장치에 사용하는 신호 단자용 포토마스크의 일구성예를 도시하는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 노광 장치에 사용하는 신호 단자용 렌즈 조립체의 일구성예를 도시하는 도면으로, (a)는 평면도, (b)는 정면도이다.
도 6은 상기 신호 단자용 렌즈 조립체의 제1 조리개의 개구에 대해 설명하는 평면도이다.
도 7은 상기 신호 단자용 렌즈 조립체의 이동 방향에 인접하는 2개의 단위 렌즈군에 의한 노광을 도시하는 설명도이다.
도 8은 상기 제1 조리개의 개구의 다른 형상을 도시하는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 노광 장치에 사용하는 주사 단자용 포토마스크의 일구성예를 도시하는 평면도이다.
도 10은 본 발명의 노광 장치에 사용하는 주사 단자용 렌즈 조립체의 일구성예를 도시하는 도면으로, (a)는 평면도, (b)는 정면도이다.
도 11은 본 발명의 노광 장치에 사용하는 기판이며, 표시 패널이 다면 구비된 대면적의 기판을 도시하는 평면도이다.
도 12는 본 발명의 노광 장치에 있어서의 노광 광학 유닛의 배치를 도시하고, 도 11의 대면적의 기판에 대한 배치예를 도시하는 평면도이다.
도 13은 1매의 포토마스크에 복수종의 마스크 패턴을 형성한 예를 도시하는 개략 평면도로, (a)는 신호 단자용 포토마스크의 예를 도시하고, (b)는 주사 단자용 포토마스크의 예를 도시한다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 첨부 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명에 의한 노광 장치의 실시 형태를 도시하는 정면도이고, 도 2는 도 1의 평면도이다. 이 노광 장치는, 대면적의 피노광체에 있어서의 비주기성의 패턴의 노광을 고해상력으로 행할 수 있도록 하는 것으로, 반송 수단(1)과, 제1 노광 광학 유닛(2)과, 제2 노광 광학 유닛(3)을 구비하고 있다. 또한, 이하의 설명에 있어서는, 피노광체가 표시 장치의 박막 트랜지스터(이하, 「TFT」라고 함)용 기판인 경우에 대해 서술한다.
도 3은 본 발명에 사용하는 TFT용 기판(4)의 평면도이고, 다른 노광 장치에 의해 표시 영역(5) 내에 복수의 신호선 및 주사선의 노광 패턴이 소정 주기로 종횡으로 교차하여 형성된 것이다. 또한, 표시 영역(5)의 외측에서 도 3에 파선으로 둘러싸서 나타내는 영역(6)은 복수의 신호선과 외부에 설치된 신호측 구동 회로와 접속하기 위한 신호측 단자를 형성하는 영역이고, 영역(7)은 복수의 주사선과 외부에 설치된 주사측 구동 회로와 접속하기 위한 주사측 단자를 형성하는 영역이다.
상기 반송 수단(1)은 스테이지(8)의 상면에 감광성 수지를 도포한 TFT용 기판(4)을 적재하여 일방향(도 1에 도시하는 화살표 A방향)으로 반송하는 것으로, 예를 들어 모터와 기어 등을 조합하여 구성한 이동 기구에 의해 스테이지(8)를 이동하도록 되어 있다. 또는, 스테이지(8)의 표면에 기체의 분출구 및 흡인구를 구비하고, 기체의 분출력 및 흡인력을 밸런스시켜 TFT용 기판(4)을 스테이지(8) 상에 소정량만큼 부상시킨 상태로 반송하는 것이라도 좋다. 그리고, 반송 수단(1)에는 스테이지(8)의 이동 거리를 검출하기 위한 위치 센서(도시 생략)가 설치되어 있다.
상기 반송 수단(1)의 상방에는 제1 노광 광학 유닛(2)이 설치되어 있다. 이 제1 노광 광학 유닛(2)은 TFT용 기판(4)의 신호측 단자 형성 영역(6)에 신호측 단자의 패턴을 노광하기 위한 것으로, 광원 장치(9)와, 신호 단자용 포토마스크(10)와, 신호 단자용 렌즈 조립체(11)와, 이동 수단(12)을 구비하여 구성되어 있다.
여기서, 상기 광원 장치(9)는 후술하는 신호 단자용 포토마스크(10)에 균일한 휘도 분포를 갖는 광원광의 평행광을 조사시키는 것으로, 예를 들어 초고압 수은 램프나 크세논 램프 등으로 이루어지는 광원과, 이 광원으로부터 방사된 광원광의 휘도 분포를 균일화시키는, 예를 들어 포토인터그레이터와, 휘도 분포가 균일화된 광원광을 평행광으로 하는 콘덴서 렌즈를 구비하여 구성되어 있다.
또한, 상기 광원 장치(9)로부터 방사되는 광원광의 하류측에는 신호 단자용 포토마스크(10)가 설치되어 있다. 이 신호 단자용 포토마스크(10)는 도 4에 도시한 바와 같이, 투명한 기판 표면에 신호측 단자와 동일한 형상의 신호 단자용 마스크 패턴(13)을 형성한 것으로, 신호 단자용 마스크 패턴(13)을 형성한 면을 하측으로 하여 도시 생략의 마스크 스테이지에 보유 지지되어 있다. 또한, 신호 단자용 포토마스크(10)는 사용하는 감광성 수지의 종류에 따라서 포지티브형과 네거티브형으로 분류되지만, 여기서는 포지티브형의 경우에 대해 설명한다. 따라서, 신호 단자용 마스크 패턴(13)은 불투명한 막으로 형성되어 있고, 신호 단자용 마스크 패턴(13)의 외측 영역을 광이 투과하도록 되어 있다.
상기 신호 단자용 포토마스크(10)와 반송 수단(1)의 스테이지(8) 사이에는 신호 단자용 렌즈 조립체(11)가 설치되어 있다. 이 신호 단자용 렌즈 조립체(11)는 신호 단자용 포토마스크(10)에 형성된 신호 단자용 마스크 패턴(13)의 등배 정립상을 TFT용 기판(4) 표면에 결상시키는 것으로, 신호 단자용 포토마스크(10)의 법선 방향으로, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이 복수의 볼록 렌즈(마이크로 렌즈)(14a 내지 14h)를 배치하여 구성한 단위 렌즈군(15)을 신호 단자용 포토마스크(10) 및 스테이지(8)의 면에 평행한 면 내에 복수 배열한 것으로, 신호 단자용 포토마스크(10) 및 스테이지(8)에 평행한 면 내를 후술하는 이동 수단(12)에 의해 도 1에 화살표 A로 나타내는 기판 반송 방향과 역방향(도 1에 있어서 화살표 B방향)으로 이동하도록 되어 있다.
상기 신호 단자용 렌즈 조립체(11)의 구체적 구성예는, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이 신호 단자용 렌즈 조립체(11)의 이동 방향(도 5에 도시하는 화살표 B방향)에 대해 직교 방향으로 복수의 단위 렌즈군(15)을 피치 P1(예를 들어, 150㎛ 피치)로 배열한 렌즈열(16)을 화살표 B로 나타내는 이동 방향으로 피치 P2(예를 들어, 150㎛ 피치)로 3열 설치하는 동시에, 상기 이동 방향(화살표 B방향)에서 볼 때 각 렌즈열(16)의 각 단위 렌즈군(15)의 일부가 겹치도록 서로 인접하는 렌즈열(16)의 한쪽의 렌즈열(16)을 단위 렌즈군(15)의 배열 방향으로, 복수의 단위 렌즈군(15)의 배열 피치 P1의 1/n(n은 2 이상의 정수이고, 도 5에 있어서는 n＝3으로 나타냄)만큼 시프트시켜 설치한 것으로 되어 있다.
또한, 상기 신호 단자용 렌즈 조립체(11)는, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 투명한 기판(17)의 표리면에 서로 대응시켜 복수의 볼록 렌즈(14)를 형성한 제1, 제2, 제3 및 제4 렌즈 어레이(18a 내지 18d)를 대응하는 각 볼록 렌즈(14)의 광축을 합치시킨 상태에서 포개어 접합하는 동시에, 신호 단자용 포토마스크(10)의 신호 단자용 마스크 패턴(13)의 중간 도립상을 제2 렌즈 어레이(18b)와 제3 렌즈 어레이(18c) 사이에 결상시키도록 구성된 것이다. 이 경우, 서로 광축을 합치시켜 배열된 8개의 볼록 렌즈(14a 내지 14h)로 단위 렌즈군(15)을 구성하고 있다.
여기서, 단위 렌즈군(15)의 각 볼록 렌즈(14)의 기능에 대해 설명한다. 우선, 제1 렌즈 어레이(18a)의 전방측 볼록 렌즈(14a)는 신호 단자용 포토마스크(10)를 통과한 노광광의 단위 렌즈군(15) 내로의 도입량을 늘리기 위해 입사하는 광의 주광선을 제1 렌즈 어레이(18a)의 후방측 볼록 렌즈(14b)의 면 상에 집광하는 역할을 하는 필드 렌즈이다. 또한, 제1 렌즈 어레이(18a)의 후방측 볼록 렌즈(14b)와 제2 렌즈 어레이(18b)의 전방측 볼록 렌즈(14c)는 협동하여 신호 단자용 포토마스크(10)의 신호 단자용 마스크 패턴(13)의 상을 제2 렌즈 어레이(18b)와 제3 렌즈 어레이(18c) 사이에 결상시켜 신호 단자용 마스크 패턴(13)의 중간 도립상을 생성시키는 역할을 하는 결상 렌즈이다. 또한, 제2 렌즈 어레이(18b)의 후방측 볼록 렌즈(14d)는 입사하는 광의 주광선을 광축에 평행하게 하는 역할을 하는 필드 렌즈이다. 또한, 제3 렌즈 어레이(18c)의 전방측 볼록 렌즈(14e)는 입사하는 광의 주광선을 제3 렌즈 어레이(18c)의 후방측 볼록 렌즈(14f)의 면 상에 집광하는 역할을 하는 필드 렌즈이다. 또한, 제3 렌즈 어레이(18c)의 후방측 볼록 렌즈(14f)와 제4 렌즈 어레이(18d)의 전방측 볼록 렌즈(14g)는 협동하여 신호 단자용 마스크 패턴(13)의 중간 도립상을 TFT용 기판(4)의 면 상에 결상시켜 신호 단자용 마스크 패턴(13)의 정립상을 생성시키는 역할을 하는 결상 렌즈이다. 그리고, 제4 렌즈 어레이(18d)의 후방측 볼록 렌즈(14h)는 입사하는 광의 주광선을 광축에 평행하게 하는 역할을 하는 필드 렌즈이다. 이에 의해, 단위 렌즈군(15)에 의해 신호 단자용 포토마스크(10)의 신호 단자용 마스크 패턴(13)의 등배 정립상을 TFT용 기판(4) 표면에 결상시킬 수 있다.
또한, 상기 신호 단자용 렌즈 조립체(11)는, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이 제3 렌즈 어레이(18c)의 전방측 볼록 렌즈(14e)의 표면에 근접하여 소정 형상의 개구(20)를 갖는 제1 조리개(19)를 설치하여, 단위 렌즈군(15)에 의한 노광 영역을 렌즈의 중앙부로 제한하도록 되어 있다. 이에 의해, 렌즈의 수차의 영향을 배제하여 신호 단자용 포토마스크(10)의 신호 단자용 마스크 패턴(13)을 고분해력으로 노광할 수 있다.
이 경우, 제1 조리개(19)의 개구(20)는, 도 6에 도시한 바와 같이 4개의 코너부(21a, 21b, 21c, 21d)를 갖는 평면에서 볼 때 직사각 형상의 개구에 있어서, 신호 단자용 렌즈 조립체(11)의 이동 방향(화살표 B방향)에서 볼 때 인접하는 제1 조리개(19)의 개구(20)의 일부와 겹치는 부분[이하, 「오버랩부(22)」라고 함]에 대응하는 부분의 면적이 오버랩부(22)의 전체 면적의 절반으로 되도록 그 일부를 차광한 형상을 이루고 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 제1 조리개(19)의 개구(20)의 형상은 렌즈열(16)의 중심선 상에 코너부를 갖는 육각형으로 되어 있다. 이에 의해, 제1 조리개(19)의 개구(20)의 상기 오버랩부(22)에 대응하는 부분의 면적이 오버랩부(22)의 전체 면적의 절반으로 되고, 오버랩부(22)에 대응하는 영역의 평균 노광량이 소정의 노광량의 절반으로 된다. 따라서, 이 오버랩부(22)에 대응하는 영역은, 신호 단자용 렌즈 조립체(11)의 이동 방향(화살표 B방향)에 선후하여 존재하는 2개의 단위 렌즈군(15)의 겹침 노광에 의해 소정량의 노광이 행해지게 된다. 그로 인해, 오버랩부(22)에 대응하는 영역이 오버 노광될 우려가 없다.
여기서, 도 7을 참조하여, 신호 단자용 렌즈 조립체(11)의 이동 중에 상기 오버랩부(22)에 대응하는 영역이 노광되는 모습을 보다 상세하게 설명한다.
도 7의 (a)는 신호 단자용 렌즈 조립체(11)의 이동 방향(화살표 B방향)에 선후하여 존재하는 단위 렌즈군(15)을 도시하는 평면도이다. 또한, 도 7의 (b)는 도 7의 (a)에 있어서 오버랩부(22)에만 대응하는 점 O의 노광을 도시하는 설명도이다. 이 경우, 점 O는 제1 조리개(19)의 개구(20)에 의해 제한되어, t1로부터 노광이 개시되고 t2에서 노광이 완료된다. 이에 의해, 점 O는 상기 t1 내지 t2의 기간에 있어서 소정 광량의 광에 노출되어, 소정 깊이의 노광이 행해지게 된다.
한편, 도 7의 (c)는 오버랩부(22)에 대응하는 점 P의 노광을 도시하는 설명도이다. 이 경우, 점 P는 제1 조리개(19)의 개구(20)의 오버랩부(22)에 대응하는 부분에 의해 제한되어, t3으로부터 노광이 개시되고 t4에서 노광이 일단 종료된 후, 후속의 제1 조리개(19)의 개구(20)의 오버랩부(22)에 대응한 부분에 의해 제한되어 t5로부터 노광이 재개되고 t6에서 노광이 완료된다. 이에 의해, 점 P는 상기 t3 내지 t4, t5 내지 t6의 기간에 있어서 소정 광량의 광에 노출되어, 소정 깊이의 노광이 행해지게 된다.
또한, 도 7의 (d)는 오버랩부(22)에 대응하는 점 Q의 노광을 도시하는 설명도이다. 이 경우, 점 Q는 제1 조리개(19)의 개구(20)의 오버랩부(22)에 대응하는 부분에 의해 제한되어, t7로부터 노광이 개시되고 t8에서 노광이 일단 종료된 후, 후속의 제1 조리개(19)의 개구(20)의 오버랩부(22)에 대응하는 부분에 의해 제한되어 t9로부터 노광이 재개하고 t10에서 노광이 완료된다. 이에 의해, 점 Q는 상기 t7 내지 t8, t9 내지 t10의 기간에 있어서 소정 광량의 광에 노출되어, 소정 깊이의 노광이 행해지게 된다.
또한, 제1 조리개(19)의 개구(20)의 형상은 상기 육각형으로 한정되지 않고, 개구(20)의 오버랩부(22)에 대응하는 부분의 면적이 오버랩부(22)의 전체 면적의 절반으로 되도록 그 일부를 차광한 것이면, 예를 들어 도 8에 도시한 바와 같이 사다리꼴 형상 등 어떤 형상이라도 좋다.
또한, 상기 신호 단자용 렌즈 조립체(11)는, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이 제4 렌즈 어레이(18d)의 광의 진행 방향 상류측의 볼록 렌즈(14g)의 표면에 근접하여 제1 조리개(19)의 개구(20)에 대응한 타원 형상의 개구를 갖는 제2 조리개(23)를 형성하여, 단위 렌즈군(15)을 통과하는 광의 광속 직경을 제한하도록 되어 있다.
또한, 신호 단자용 렌즈 조립체(11)는 제1 렌즈 어레이(18a)의 전방측 볼록 렌즈(14a)의 주위를 차광하는 동시에, 도 5의 (a)에 있어서 파선으로 둘러싸인 렌즈 형성 영역 외의 부분에서 도 5의 화살표 B로 나타내는 이동 방향(화살표 A와 반대 방향) 전후의 영역의 동일 방향의 폭 w1을 적어도 신호 단자용 포토마스크(10)의 신호 단자용 마스크 패턴(13) 형성 영역의 화살표 A방향의 폭 W1(도 4 참조)과 동일해지도록 형성하고 있다. 이에 의해, 신호 단자용 렌즈 조립체(11)의 이동 개시 전 및 이동 완료 후에 있어서 신호 단자용 포토마스크(10)를 통과하는 광을 완전히 차광할 수 있도록 되어 있다.
상기 신호 단자용 렌즈 조립체(11)를 이동 가능하게 이동 수단(12)이 설치되어 있다. 이 이동 수단(12)은 신호 단자용 렌즈 조립체(11)를 신호 단자용 포토마스크(10) 및 스테이지(8)에 평행한 면 내를 도 1에 있어서 화살표 B방향으로 이동시키는 것으로, 예를 들어 전자기 액추에이터나 전동 스테이지 등이다.
상기 스테이지(8)의 상방에서 제1 노광 광학 유닛(2)에 대해 기판 반송 방향 전방측에는 제2 노광 광학 유닛(3)이 설치되어 있다. 이 제2 노광 광학 유닛(3)은 TFT용 기판(4)의 영역에 주사측 단자의 패턴을 노광하기 위한 것으로, 광원 장치(23)와, 주사 단자용 포토마스크(24)와, 주사 단자용 렌즈 조립체(25)와, 이동 수단(26)을 구비하여 구성되어 있다.
여기서, 상기 광원 장치(23)는 후술하는 주사 단자용 포토마스크(24)에 균일한 휘도 분포를 갖는 광원광의 평행광을 조사시키는 것으로, 제1 노광 광학 유닛(2)의 광원 장치(9)와 마찬가지로, 예를 들어 초고압 수은 램프나 크세논 램프 등으로 이루어지는 광원과, 이 광원으로부터 방사된 광원광의 휘도 분포를 균일화시키는, 예를 들어 포토인터그레이터와, 휘도 분포가 균일화된 광원광을 평행광으로 하는 콘덴서 렌즈를 구비하고 있다.
또한, 상기 광원 장치(23)로부터 방사되는 광원광의 하류측에는 주사 단자용 포토마스크(24)가 설치되어 있다. 이 주사 단자용 포토마스크(24)는, 도 9에 도시한 바와 같이, 투명한 기판 표면에 주사측 단자와 동일한 형상의 주사 단자용 마스크 패턴(27)을 형성한 것으로, 주사 단자용 마스크 패턴(27)을 형성한 면을 하측으로 하여 도시 생략의 마스크 스테이지에 보유 지지되어 있다. 또한, 주사 단자용 포토마스크(24)는 신호 단자용 마스크 패턴(13)과 마찬가지로, 사용하는 감광성 수지의 종류에 따라서 포지티브형과 네거티브형으로 분류되지만, 여기서는, 포지티브형인 경우에 대해 설명한다. 따라서, 주사 단자용 마스크 패턴(27)은 불투명한 막으로 형성되어 있고, 주사 단자용 마스크 패턴(27)의 외측 영역을 광이 투과하도록 되어 있다.
상기 주사 단자용 포토마스크(24)와 반송 수단(1)의 스테이지(8) 사이에는 주사 단자용 렌즈 조립체(25)가 설치되어 있다. 이 주사 단자용 렌즈 조립체(25)는 주사 단자용 포토마스크(24)에 형성된 주사 단자용 마스크 패턴(27)의 등배 정립상을 TFT용 기판(4) 표면에 결상시키는 것으로, 주사 단자용 포토마스크(24)의 법선 방향으로, 도 10의 (b)에 도시한 바와 같이 복수의 볼록 렌즈(마이크로 렌즈)(28a 내지 28h)를 배치하여 구성한 단위 렌즈군(29)을 주사 단자용 포토마스크(24) 및 스테이지(8)의 면에 평행한 면 내에 복수 배열한 것이고, 주사 단자용 포토마스크(24) 및 스테이지(8)에 평행한 면 내를 후술하는 이동 수단(26)에 의해 도 2에 도시하는 화살표 C방향(화살표 A로 나타내는 기판 반송 방향과 직교하는 방향)으로 이동하도록 되어 있다.
상기 주사 단자용 렌즈 조립체(25)의 구체적 구성예는, 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이 주사 단자용 렌즈 조립체(25)의 이동 방향(도 10에 도시하는 화살표 C방향)에 대해 직교 방향으로 복수의 단위 렌즈군(29)을 피치 P3(예를 들어, 150㎛ 피치)으로 배열한 렌즈열(30)을 화살표 C로 나타내는 이동 방향으로 피치 P4(예를 들어, 150㎛ 피치)로 3열 설치하는 동시에, 상기 이동 방향(화살표 C방향)에서 볼 때 각 렌즈열(30)의 각 단위 렌즈군(29)의 일부가 겹치도록 서로 인접하는 렌즈열(30)의 한쪽의 렌즈열(30)을 단위 렌즈군(29)의 배열 방향으로, 복수의 단위 렌즈군(29)의 배열 피치 P3의 1/m(m은 2 이상의 정수이고, 도 10에 있어서는 m＝3으로 나타냄)만큼 시프트시켜 설치한 것으로 되어 있다.
또한, 상기 주사 단자용 렌즈 조립체(25)는 도 10의 (b)에 도시한 바와 같이, 투명한 기판의 표리면에 서로 대응시켜 복수의 볼록 렌즈(28)를 형성한 제1, 제2, 제3 및 제4 렌즈 어레이(31a 내지 31d)를 대응하는 각 볼록 렌즈(28)의 광축을 합치시킨 상태에서 포개어 접합하는 동시에, 주사 단자용 포토마스크(24)의 주사 단자용 마스크 패턴(27)의 중간 도립상을 제2 렌즈 어레이(31b)와 제3 렌즈 어레이(31c) 사이에 결상시키도록 구성된 것이다. 이 경우, 서로 광축을 합치시켜 배열된 8개의 볼록 렌즈(28a 내지 28h)로 단위 렌즈군(29)을 구성하고 있다. 또한, 주사 단자용 렌즈 조립체(25)의 구성은 제1 노광 광학 유닛(2)의 신호 단자용 렌즈 조립체(11)의 구성과 동일하므로, 여기서는, 단위 렌즈군(29)의 구체적 구성 및 각 볼록 렌즈(28)의 기능의 설명을 생략한다. 또한, 도 10에 있어서, 부호 32는 제1 조리개를 나타내고, 부호 33은 제1 조리개(32)의 개구를 나타내고, 부호 34는 제2 조리개를 나타낸다.
또한, 주사 단자용 렌즈 조립체(25)는 제1 렌즈 어레이(31a)의 전방측 볼록 렌즈(28a)의 주위를 차광하는 동시에, 도 10의 (a)에 있어서 파선으로 둘러싸인 렌즈 형성 영역 외의 부분에서 도 10의 화살표 C로 나타내는 이동 방향 전후의 영역의 동일 방향의 폭 w2를 적어도 주사 단자용 포토마스크(24)의 주사 단자용 마스크 패턴(27) 형성 영역의 화살표 A와 직교 방향의 폭 W2(도 9 참조)와 동일해지도록 형성하고 있다. 이에 의해, 주사 단자용 렌즈 조립체(25)의 이동 개시 전 및 이동 완료 후에 있어서 주사 단자용 포토마스크(24)를 통과하는 광을 완전히 차광할 수 있도록 되어 있다.
상기 주사 단자용 렌즈 조립체(25)를 이동 가능하게 이동 수단(26)이 설치되어 있다. 이 이동 수단(26)은 주사 단자용 렌즈 조립체(25)를 주사 단자용 포토마스크(24) 및 스테이지(8)에 평행한 면 내를 도 2에 있어서 화살표 C방향으로 이동시키는 것으로, 예를 들어 전자기 액추에이터나 전동 스테이지(8) 등이다.
다음에, 이와 같이 구성된 노광 장치의 동작에 대해 설명한다.
우선, 다른 노광 장치에 의해 표시 영역(5)에 미리 신호선 및 주사선의 노광 패턴이 형성된 TFT용 기판(4)을 스테이지(8) 상의 소정 위치에 위치 결정하여 적재한 후, 반송 수단(1)을 구동하여 스테이지(8)를 도 1의 화살표 A방향으로 일정 속도로 이동하고, TFT용 기판(4)을 동일 방향으로 반송한다. 이때, 제1 및 제2 노광 광학 유닛(2, 3)의 광원은 점등되어 있다.
다음에, 제1 노광 광학 유닛(2)에 대해 기판 반송 방향과 반대측에 구비된 도시 생략의 촬상 수단에 의해 TFT용 기판(4)에 미리 설치된 도시 생략의 기준 마크를 검출하여, 상기 기준 마크의 검출 시각에 있어서의 상기 스테이지(8)의 위치를 기준으로 하여 위치 센서에 의해 스테이지(8)의 이동 거리를 계측한다. 그리고, 스테이지(8)가 미리 설정된 거리만큼 이동하여 TFT용 기판(4)의 신호측 단자 형성 영역(6)이 제1 노광 광학 유닛(2)의 신호 단자용 포토마스크(10)의 바로 아래에 도달하면 스테이지(8)의 이동이 정지된다.
계속해서, 제1 노광 광학 유닛(2)의 이동 수단(12)이 구동하여 신호 단자용 렌즈 조립체(11)의 도 1에 있어서 화살표 B방향으로의 이동이 개시되고, 동일 방향으로 연속적으로 이동하는 복수의 단위 렌즈군(15)(도 5 참조)에 의해 도 4에 도시하는 신호 단자용 포토마스크(10)의 신호 단자용 마스크 패턴(13)의 등배 정립상이 TFT용 기판(4)의 면 상에 투영되어, 신호측 단자의 노광 패턴이 TFT용 기판(4)의 신호측 단자 형성 영역(6)에 형성된다.
이때, 도 6에 도시한 바와 같이, 단위 렌즈군(15)의 제1 조리개(19)의 개구(20)에 의해 제한된 노광 영역에서 오버랩부(22)에 대응한 영역은, 도 6에 있어서 화살표 B로 나타내는 신호 단자용 렌즈 조립체(11)의 이동 방향에 선후하여 존재하는 2개의 단위 렌즈군(15)에 의해 겹침 노광된다. 이에 의해, 신호측 단자의 노광 패턴이 도중에 끊기는 일 없이 연속적으로 연결되게 된다. 이 경우, 제1 조리개(19)의 개구(20)에 있어서 오버랩부(22)에 대응한 부분은 그 면적이 오버랩부(22)의 전체 면적의 절반으로 되도록 형성되어 있으므로, 상기 2개의 단위 렌즈군(15)의 겹침 노광에 의해 소정 깊이의 노광이 행해져, 오버 노광의 우려가 없다.
신호 단자용 렌즈 조립체(11)가 소정 거리만큼 이동하여, TFT용 기판(4)의 신호측 단자 형성 영역(6)에 신호 단자용 마스크 패턴(13)의 전체 노광 패턴이 형성되면, 이동 수단(12)이 정지하는 동시에 스테이지(8)가 이동을 개시하여 TFT용 기판(4)의 반송이 재개된다.
또한, TFT용 기판(4)이 소정 거리만큼 이동하여 TFT용 기판(4)의 주사측 단자 형성 영역(7)이 제2 노광 광학 유닛(3)의 주사 단자용 포토마스크(24)의 바로 아래에 도달하면 스테이지(8)의 이동이 정지된다.
계속해서, 제2 노광 광학 유닛(3)의 이동 수단(26)이 구동하여 주사 단자용 렌즈 조립체(25)의 도 2에 있어서 화살표 C방향으로의 이동이 개시되어, 동일 방향으로 연속적으로 이동하는 복수의 단위 렌즈군(29)(도 10 참조)에 의해 도 9에 도시하는 주사 단자용 포토마스크(24)의 주사 단자용 마스크 패턴(27)의 등배 정립상이 TFT용 기판(4)의 면 상에 투영되고, 주사측 단자의 노광 패턴이 TFT용 기판(4)의 주사측 단자 형성 영역(7)에 형성된다.
이때, 단위 렌즈군(29)의 제1 조리개(32)의 개구(33)에 의해 제한된 노광 영역에서 오버랩부에 대응한 영역은, 도 6에 도시하는 제1 노광 광학 유닛(2)의 신호 단자용 렌즈 조립체(11)의 경우와 마찬가지로, 도 10에 있어서 화살표 C로 나타내는 주사 단자용 렌즈 조립체(25)의 이동 방향에 선후하여 존재하는 2개의 단위 렌즈군(29)에 의해 겹침 노광된다. 이에 의해, 주사측 단자의 노광 패턴이 도중에 끊기는 일 없이 연속적으로 연결되게 된다. 이 경우, 제1 조리개(32)의 개구(33)에 있어서 오버랩부에 대응한 부분은 제1 노광 광학 유닛(2)의 제1 조리개(19)와 마찬가지로, 그 면적이 오버랩부의 전체 면적의 절반으로 되도록 형성되어 있으므로, 상기 2개의 단위 렌즈군(29)의 겹침 노광에 의해 소정 깊이의 노광이 행해져, 오버 노광의 우려가 없다.
그리고, 주사 단자용 렌즈 조립체(25)가 소정 거리만큼 이동하고, TFT용 기판(4)의 주사측 단자 형성 영역(7)에 주사 단자용 마스크 패턴(27)의 전체 노광 패턴이 형성되면, 이동 수단(26)이 정지하여 TFT용 기판(4)에 대한 노광이 모두 종료된다. 그 후, 스테이지(8)의 이동이 재개되어 TFT용 기판(4)이 외부로 배출된다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 신호 단자용 및 주사 단자용 렌즈 조립체(11, 25)가 3열로 이루어지는 렌즈열(16, 30)을 1조만 구비한 것인 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 3열의 렌즈열(16, 30)을 1조로 하여 이를 신호 단자용 및 주사 단자용 렌즈 조립체(11, 25)의 이동 방향(화살표 B, C방향)으로 복수조 구비한 것이라도 좋다. 이 경우에는, 이동 방향에 평행한 선 상에 선후하여 존재하는 단위 렌즈군(15, 29)에 의한 다중 노광이 행해지게 된다. 이에 의해, 신호 단자용 및 주사 단자용 렌즈 조립체(11, 25)의 이동 속도를 빠르게 할 수 있어, 노광 공정의 택트를 단축할 수 있다. 또한, 사용하는 광원의 파워를 작게 할 수 있다.
상기 실시 형태에 있어서는, 1매의 액정 표시용 TFT용 기판(4)에 신호측 단자 및 주사측 단자의 노광 패턴을 형성하는 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 도 11에 도시한 바와 같이 대면적의 기판(35)에 다면 구비된 복수의 표시 패널(도 11에 있어서는 세로 8매, 가로 8매의 패널로 도시함)(36)에 신호측 단자 및 주사측 단자의 노광 패턴을 형성하는 경우에도 적용할 수 있다. 이 경우, 도 12에 도시한 바와 같이, 복수의 제1 및 제2 노광 광학 유닛(2, 3)을 각각 표시 패널(36)에 대응하여 기판 반송 방향(화살표 A방향)과 직교 방향으로 교대로 8대 구비하면 된다. 또한, 각 표시 패널(36)의 신호측 단자 또는 주사측 단자의 패턴 형상이 다를 때에는, 도 13의 (a)에 도시한 바와 같이, 복수종의 신호 단자용 마스크 패턴(13)을 구비한 신호 단자용 포토마스크(10) 및 도 13의 (b)에 도시한 바와 같이, 복수종의 주사 단자용 마스크 패턴(27)을 구비한 주사 단자용 포토마스크(24)를 적용하면 된다.
여기서, 각 표시 패널(36)의 신호측 단자 및 주사측 단자의 형상이 다른 경우에는, 소정의 표시 패널(36)에 대한, 예를 들어 신호 단자용 포토마스크(10)의 신호 단자용 마스크 패턴(13)을 사용한 노광이 종료되면 기판(35)을 소정 거리만큼 이동한 후, 신호 단자용 포토마스크(10)를 화살표 B방향으로 이동하여 다음의 신호 단자용 마스크 패턴(13)으로 전환하고, 상기 신호 단자용 마스크 패턴(13)을 사용하여 다른 표시 패널(36)에 노광을 행하면 된다. 이하, 기판(35)의 이동ㆍ정지를 반복하면서, 신호 단자용 포토마스크(10)를 화살표 B방향으로 이동하여 신호 단자용 마스크 패턴(13)을 순차 전환하여 각각 대응하는 표시 패널(36)에 대해 노광을 행하면 된다. 또한, 주사 단자용 포토마스크(24)에 대해서도 마찬가지로 하여, 소정의 표시 패널(36)에 대한, 예를 들어 주사 단자용 마스크 패턴(27)을 사용한 노광이 종료되면 기판(35)을 소정 거리만큼 이동한 후, 주사 단자용 포토마스크(24)를 화살표 C방향으로 이동하여 다음의 주사 단자용 마스크 패턴(27)으로 전환하고, 상기 주사 단자용 마스크 패턴(27)을 사용하여 다른 표시 패널(36)에 노광을 행하면 된다. 또한 다른 표시 패널(36)에 대해서는, 또 다른 주사 단자용 마스크 패턴(27)으로 전환하고, 상기 주사 단자용 마스크 패턴(27)을 사용하여 노광을 행해도 된다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서는, TFT용 기판(4)이 다른 노광 장치에 의해 표시 영역(5) 내에 복수의 신호선 및 주사선의 노광 패턴이 종횡으로 교차하여 형성된 것인 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 제1 노광 광학 유닛(2)에 대해 기판 반송 방향과 반대측에 상기 신호선 및 주사선의 노광 패턴을 TFT용 기판(4)에 형성하기 위한 제3 노광 광학 유닛을 구비해도 좋다. 이 경우, 상기 제3 노광 광학 유닛은 투명 기판의 일면에 형성된 차광막에, 박막 트랜지스터의 전극 배선이나 신호선 및 주사선과 같은 요구 해상력이 다른 2종류의 마스크 패턴으로 이루어지는 2개의 마스크 패턴군을 TFT용 기판(4)의 반송 방향에 선후하여 형성하고, 다른 면에는 요구 해상력이 다른 2종류의 마스크 패턴 중, 요구 해상력이 높은 박막 트랜지스터의 전극 배선의 마스크 패턴에 대응하여 상기 마스크 패턴을 TFT용 기판(4) 상에 축소 투영하는 마이크로 렌즈를 형성한 포토마스크를, 마이크로 렌즈측이 TFT용 기판(4)측으로 되도록 배치하여 구비하고, 상기 포토마스크에 대해 광원광을 소정의 시간 간격으로 간헐적으로 조사하여 도 1의 화살표 A방향으로 일정 속도로 반송 중인 TFT용 기판(4)에 상기 포토마스크의 2종류의 마스크 패턴을 소정 주기로 노광하도록 구성한 것이 좋다.
여기서 사용하는 포토마스크의 구체적 구성예는, 요구 해상력이 높은 박막 트랜지스터의 전극 배선용 마스크 패턴으로 이루어지는 마스크 패턴군이 TFT용 기판(4)의 반송 방향(화살표 A방향)에 대략 직교하는 방향으로 상기 복수의 마스크 패턴을 소정 피치로 일직선 형상으로 배열하여 형성한 복수의 마스크 패턴열을 구비하고, TFT용 기판(4)의 반송 방향 선두측에 위치하는 상기 마스크 패턴열에 의해 형성되는 복수의 노광 패턴 사이를 후속의 마스크 패턴열에 의해 형성되는 복수의 노광 패턴에 의해 보완 가능하게, 후속의 마스크 패턴열을 상기 복수의 마스크 패턴의 배열 방향으로 각각 소정 치수만큼 어긋나게 하여 형성한 것으로 하면 된다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서는, TFT 기판(4)을 일방향으로 이동하면서 노광하는 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, TFT 기판(4)을 2차원 평면 내를 스텝 이동시켜 노광해도 좋다.
그리고, 이상의 설명에 있어서는, 피노광체가 TFT용 기판(4)인 경우에 대해 서술하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 피노광체는 비주기성의 패턴을 형성하려고 하는 것이면 어떤 것이라도 좋다.
4 : TFT용 기판
8 : 스테이지
10 : 신호 단자용 포토마스크
11 : 신호 단자용 렌즈 조립체
13 : 신호 단자용 마스크 패턴
14, 14a 내지 14h, 28, 28a 내지 28h : 볼록 렌즈
15, 29 : 단위 렌즈군
16, 30 : 렌즈열
17a, 31a : 제1 렌즈 어레이
17b, 31b : 제2 렌즈 어레이
17c, 31c : 제3 렌즈 어레이
17d, 31d : 제4 렌즈 어레이
19, 32 : 제1 조리개
20, 33 : 개구
22 : 오버랩부(인접하는 제1 조리개의 개구와 겹치는 부분)
23, 34 : 제2 조리개
24 : 주사 단자용 포토마스크
25 : 주사 단자용 렌즈 조립체
27 : 주사 단자용 마스크 패턴

Claims (11)

  1. 스테이지 상에 보유 지지된 피노광체의 면에 노광되는 노광 패턴과 동일 형상의 마스크 패턴을 형성한 포토마스크와,
    상기 포토마스크와 상기 스테이지 사이에 배치되어, 상기 포토마스크에 형성된 마스크 패턴의 등배 정립상을 상기 피노광체 표면에 결상 가능하게 상기 포토마스크의 법선 방향으로 복수의 볼록 렌즈를 배치하여 구성한 단위 렌즈군을 상기 포토마스크 및 상기 스테이지 상에 보유 지지된 피노광체의 면에 평행한 면 내에 복수 배열한 렌즈 조립체와,
    상기 렌즈 조립체를 상기 포토마스크 및 상기 스테이지 상의 피노광체의 면에 평행한 면 내를 이동시키는 이동 수단을 구비한 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 조립체는 이것의 이동 방향에 대해 직교 방향으로 복수의 상기 단위 렌즈군을 소정 피치로 배열한 렌즈열을 상기 이동 방향으로 소정 피치로 복수열 설치하는 동시에, 상기 이동 방향에서 볼 때 상기 각 렌즈열의 각 단위 렌즈군의 일부가 겹치도록 서로 인접하는 상기 렌즈열의 한쪽의 렌즈열을 상기 단위 렌즈군의 배열 방향으로 소정량만큼 시프트시켜 설치한 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 렌즈 조립체는 투명한 기판의 표리면에 서로 대응시켜 복수의 볼록 렌즈를 형성한 제1, 제2, 제3 및 제4 렌즈 어레이를 대응하는 각 볼록 렌즈의 광축을 합치시켜 포개는 동시에, 상기 포토마스크의 마스크 패턴의 중간 도립상을 상기 제2 렌즈 어레이와 상기 제3 렌즈 어레이 사이에 결상시키도록 구성된 것인 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 렌즈 조립체는 상기 제3 렌즈 어레이의 광의 진행 방향 상류측에 위치하는 볼록 렌즈의 표면에 근접하여 소정 형상의 개구를 갖는 제1 조리개를 설치하여, 단위 렌즈에 의한 노광 영역을 렌즈의 중앙부로 제한한 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 조리개의 개구는 평면에서 볼 때 직사각 형상의 개구에 있어서, 상기 렌즈 조립체의 이동 방향에서 볼 때 인접하는 제1 조리개의 개구의 일부와 겹치는 부분의 면적이 상기 겹침부 전체의 면적의 절반으로 되도록 그 일부를 차광한 형상을 이루고 있는 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 렌즈 조립체는 상기 제4 렌즈 어레이의 광의 진행 방향 상류측의 렌즈 표면에 근접하여 광속 직경을 제한하는 제2 조리개를 설치한 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 스테이지는 상기 피노광체를 적재하여 일방향으로 반송 가능하게 되고,
    상기 이동 수단은 상기 스테이지의 이동이 정지 상태에 있어서, 상기 렌즈 조립체를 이동시키는 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 스테이지의 상방에서 상기 포토마스크에 대해 상기 피노광체의 반송 방향과 반대측에는, 투명 기판의 일면에 형성된 차광막에, 상기 피노광체의 반송 방향과 직교하는 방향으로 소정 간격으로 적어도 1열로 배열하여 복수의 다른 마스크 패턴을 형성한 다른 포토마스크를 더 구비하고, 상기 다른 포토마스크에 대해 광원광을 소정의 시간 간격으로 간헐적으로 조사하여 일정 속도로 반송 중의 상기 피노광체에 상기 다른 마스크 패턴을 소정 주기로 노광하도록 한 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 다른 포토마스크는 투명 기판의 상기 피노광체측과는 반대측의 면에 형성된 차광막에, 요구 해상력이 다른 2종류의 마스크 패턴으로 이루어지는 2개의 마스크 패턴군을 상기 피노광체의 반송 방향에 선후하여 형성하고, 상기 피노광체측의 면에는 상기 요구 해상력이 다른 2종류의 마스크 패턴 중, 요구 해상력이 높은 마스크 패턴에 대응하여 상기 마스크 패턴을 상기 피노광체 상에 축소 투영하는 마이크로 렌즈를 형성한 것인 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 요구 해상력이 높은 마스크 패턴으로 이루어지는 마스크 패턴군은 상기 피노광체의 반송 방향에 대략 직교하는 방향으로 상기 복수의 마스크 패턴을 소정 피치로 일직선 형상으로 배열하여 형성한 복수의 마스크 패턴열을 구비하고, 상기 피노광체의 반송 방향 선두측에 위치하는 마스크 패턴열에 의해 형성되는 복수의 노광 패턴 사이를 후속의 마스크 패턴열에 의해 형성되는 복수의 노광 패턴에 의해 보완 가능하게, 상기 후속의 마스크 패턴열을 상기 복수의 마스크 패턴의 상기 배열 방향으로 각각 소정 치수만큼 어긋나게 하여 형성한 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 피노광체는 표시 장치의 박막 트랜지스터용 기판이고,
    상기 다른 포토마스크는 상기 박막 트랜지스터용 기판의 중앙의 표시 영역에 상기 요구 해상력이 다른 2종류의 마스크 패턴을 소정 주기로 노광하는 것으로, 상기 요구 해상력이 다른 2종류의 마스크 패턴 중, 요구 해상력이 높은 마스크 패턴이 박막 트랜지스터의 전극 배선용 마스크 패턴이고, 요구 해상력이 낮은 마스크 패턴이 상기 박막 트랜지스터에 신호를 공급하는 신호선 및 주사선용 마스크 패턴이고,
    상기 포토마스크는 상기 박막 트랜지스터용 기판의 상기 표시 영역의 외측의 영역에 상기 신호선 또는 주사선에 접속하는 단자용 마스크 패턴을 설치한 것인 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
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