KR20130053265A - Line light source and light source module for exposure apparatus, and exposure apparatus and system for forming patterns having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 노광 장치용 라인 광원 및 라인 광원 모듈, 및 이를 구비한 패턴 형성용 노광 장치 및 노광 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a line light source and a line light source module for an exposure apparatus, and an exposure apparatus and an exposure system therefor.
좀 더 구체적으로, 본 발명은 복수의 자외선 발광다이오드 칩(UV LED Chip)을 2열로 교차 배열하거나 또는 2열로 교차 배열된 복수의 자외선 발광다이오드 칩으로 이루어진 적어도 2개 이상의 칩 세트를 길이 방향으로 이격되도록 병렬로 배열하여 라인 광원을 구성하고 또한 복수의 자외선 발광다이오드 칩에서 방출되는 각각의 광량을 개별적으로 또는 국부적으로 조정 및 설정함으로써, 종래 복잡한 구성을 갖는 고가의 노광 장치 및 패턴 마스크의 사용이 불필요하고, 수차 및 광량 손실 발생이 실질적으로 제거되어 광효율이 극대화되며, 전체 노광량의 균일성(uniformity)을 용이하게 달성되고, 노광의 해상도 및 노광 속도가 현저하게 향상되며, 대면적 기판의 인라인 방식의 노광이 가능하며, 전체 노광 공정에 소요되는 시간 및 비용이 현저하게 감소되는 노광 장치용 라인 광원 및 라인 광원 모듈, 및 이를 구비한 패턴 형성용 노광 장치 및 노광 시스템에 관한 것이다.More specifically, the present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, which comprises at least two chip sets each comprising a plurality of ultraviolet light emitting diode chips (UV LED chips) arranged in two rows or a plurality of ultraviolet light emitting diode chips arranged in two rows, It is unnecessary to use expensive exposing apparatuses and pattern masks having a complicated structure in the prior art by separately arranging or locally adjusting the respective amounts of light emitted from the plurality of ultraviolet light emitting diode chips The generation of the aberration and the light amount loss is substantially eliminated, the light efficiency is maximized, the uniformity of the total exposure amount is easily achieved, the resolution and the exposure speed of the exposure are remarkably improved, and the in- Exposure can be performed, and the time and cost required for the entire exposure process are remarkably reduced A line light source module and a line light source module for an exposure apparatus, and an exposure apparatus and an exposure system for pattern formation having the same.
일반적으로, 노광 장치는 평판 디스플레이(Flat Panel Display: FPD) 및 인쇄 회로기판(Printed Circuit Board: PCB) 기술 분야에 사용된다. 좀 더 구체적으로, 노광 장치는 글래스 기판(glass substrate) 또는 인쇄 회로기판(PCB)(이하 통칭하여 "기판"이라 합니다) 상에 전극(electrodes) 또는 도트(dots) 등과 같은 여러 개의 동일 또는 상이한 패턴들(예를 들어, 전극 회로 패턴, 컬러 필터(color filter), 블랙 매트릭스(black matrix) 또는 외장형 전자파 차단(electromagnetic interference: EMI) 필터 등)을 형성하거나, PCB 상의 회로를 구성하는 패턴들을 형성하는데 사용된다. 이러한 패턴들은 일반적으로 포토레지스트(photoresist: PR)액 또는 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al) 등과 같은 금속 페이스트(paste)(이하, 통칭하여 "잉크"라 합니다)를 코팅하는 단계, 코팅된 잉크 상에 패턴 마스크를 통해 노광 장치의 광원으로부터 방출된 빔을 투과시키는 단계, 및 에칭(etching)과 세정 단계를 사용하는 노광 방법에 의해 형성된다. 이러한 노광 방법으로는 근접(proximity) 노광 방법과 투사(projection) 노광 방법과 같은 패턴 마스크를 사용하는 노광 방법, 및 동적 마이크로미러 소자(Dynamic Micro-mirror Device: DMD) 또는 격자 광 밸브(Grating Light Valve: GLV)를 사용하는 마스크리스(mask-less) 노광 방법이 있다.In general, an exposure apparatus is used in a flat panel display (FPD) and a printed circuit board (PCB) technology. More specifically, the exposure apparatus includes a plurality of identical or different patterns, such as electrodes or dots, on a glass substrate or a printed circuit board (PCB) (E.g., an electrode circuit pattern, a color filter, a black matrix, or an electromagnetic interference (EMI) filter), or to form patterns that constitute circuitry on the PCB Is used. These patterns are generally formed by coating a photoresist (PR) solution or a metal paste (hereinafter collectively referred to as "ink") such as copper (Cu), silver (Ag) , Transmitting the beam emitted from the light source of the exposure apparatus through the pattern mask onto the coated ink, and an exposure method using the etching and cleaning steps. Examples of the exposure method include an exposure method using a pattern mask such as a proximity exposure method and a projection exposure method, a dynamic micro-mirror device (DMD) or a grating light valve : ≪ / RTI > GLV).
도 1a는 종래 기술의 근접 노광 장치를 사용하는 근접 노광 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다. 1A is a schematic view for explaining a proximity exposure method using a proximity exposure apparatus of the prior art.
도 1a를 참조하면, 종래 기술의 근접 노광 장치(100)를 사용하는 근접 노광 방법에서는, 자외선 램프(UV lamp)를 이용한 광원에서 방출된 빔이 타원면 미러(ellipsoidal mirror)을 통해 반사된다. 반사빔은 제 1 평면 미러(1st plane mirror), 플라이아이 렌즈(fly-eye lens), 제 2 평면 미러(2nd plane mirror), 및 구면 미러(spherical mirror)를 거쳐 확장된다. 그 후, 확장된 빔은 기판과 같은 노광면 상에 위치된 패턴 마스크(미도시)를 통해 노광면 상에 투영되어 패턴이 형성된다. 이러한 종래 기술의 근접 노광 장치를 사용하는 근접 노광 방법은 대면적화된 기판에 적용하기 어렵고, 기판과 같은 노광면 상의 이물에 취약하여 PCB/가요성 PCB(flexible PCB) 또는 금형의 에칭에 사용된다.Referring to FIG. 1A, in the proximity exposure method using the near-
도 1b는 종래 기술의 투사 노광 장치를 사용하는 투사 노광 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다. 1B is a schematic view for explaining a projection exposure method using a projection exposure apparatus of the prior art.
도 1b를 참조하면, 종래 기술의 투사 노광 장치(100)를 사용하는 투사 노광 방법에서는, 램프 또는 초고압 수은등과 같은 광원에서 방출된 빔이 포물면 미러, 제 1 평면 미러, 파장필터, 플라이아이 렌즈, 제 2 평면 미러를 통하여 복수의 집광 렌즈에서 집속된다. 집속된 빔은 패턴 마스크를 통해 복수의 투사 렌즈로 구성된 투사 렌즈 어레이로 집속되어 기판 상에 노광된다. 이러한 종래 기술의 투사 노광 방법은 주로 서브미크론(sub-micron) 사이즈의 패턴 형성이 가능하며 대면적 기판에 적용되고 있으며, 특히 고밀도 반도체의 개발 및 양산에 적용되고 있다. 그러나, 상술한 종래 기술의 투사 노광 장치(100)를 사용하는 투사 노광 방법은 광원에서 방출된 빔을 복수의 집광 렌즈로 집속하기 위해 포물면 미러, 제 1 평면 미러, 파장필터, 플라이아이 렌즈, 및 제 2 평면 미러와 같은 다수의 구성 요소로 이루어진 광원용 광학계(optical system)가 사용되어야 하므로 전체 구성이 복잡하여 투사 노광 장치(100)의 제조가 어렵다. 또한, 투사 노광 장치(100)는 대면적 기판에 적용하기 위해 사이즈가 대형화되어야 하므로 초소형 사이즈(예를 들어, 3㎛ 이하)의 패턴 정밀도를 요구하는 패턴을 형성하기에는 많은 어려움이 있다. 나아가, 투사 노광 장치(100)는 빔을 결상하기 위한 국부적인 광학계(투사 렌즈 어레이)가 3:1 내지 5:1의 축소 형태로 결상하기 위해 각각의 투사 렌즈의 수차가 크게 발생하고, 광원으로부터 방출된 초기 광량이 플라이아이 렌즈 및 집광 렌즈를 통과하면서 손실이 크게 발생하여 일반적으로 초기 광량의 30% 이하의 광량이 노광에 사용되어 기판을 대면적화하는 경우 스캔 속도를 저하시키게 된다.1B, in the projection exposure method using the
상술한 도 1a 및 도 1b에 도시된 패턴 마스크를 사용하는 종래 기술의 노광 방법의 문제점을 개선하고, 생산성을 향상시키기 위하여 기판을 연속적으로 이송하는 도중에 노광할 수 있는 노광 장치를 사용하면서, 고가의 패턴 마스크 대신 소프트웨어(S/W)로 패턴을 형성하기 위한 마스크리스 방식의 노광 장치 및 방법의 개발이 활발하게 이루어지고 있는 추세이다.In order to solve the problems of the conventional exposure method using the pattern mask shown in FIGS. 1A and 1B and to improve the productivity, an exposure apparatus capable of being exposed during the continuous transfer of the substrate is used, A maskless exposure apparatus and method for forming a pattern using software (S / W) instead of a pattern mask have been actively developed.
도 1c는 종래 기술에 따른 마스크리스 노광 장치의 일반적인 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.1C is a view schematically showing a general configuration of a maskless exposure apparatus according to the related art.
도 1c를 참조하면, 종래 기술에 따른 마스크리스 노광 장치(100)는 도 1b에 도시된 종래 투사 노광 장치(100)에서 플라이아이 렌즈와 집광 렌즈 사이에 사용되는 제 2 평면 미러 대신 복수의 소프트웨어 이미지(S/W Image) 형성용 동적 마이크로미러 소자(DMD) 또는 격자 광 밸브(GLV)(이하 통칭하여 "소프트웨어 이미지 형성용 모듈"이라 합니다)를 위치시키고, 이러한 소프트웨어 이미지 형성용 모듈 내에 내장된 프로그램에 의하여 패턴 이미지가 형성된다. 그러나 소프트웨어 이미지 형성용 모듈은 광원으로부터의 여러 가지 구성부품으로 이루어진 광학계의 구성에 따른 광전달 효율이 저하되고, 소프트웨어 이미지 형성용 모듈의 구동 속도가 느려서 실제 마스크리스 노광 장치(100)를 구비한 노광 시스템을 기판 상에서 인라인(in-line) 방식으로 스캔하기 위해 일반적으로 요구되는 200mm/sec 이상의 이송 속도(또는 노광 속도)로 이송하는 것이 불가능하여 고속 스캔 노광 방법에 적용하는데 일정한 제약이 따른다.Referring to FIG. 1C, a conventional
좀 더 구체적으로, 상술한 소프트웨어 이미지 형성용 모듈 중 동적 마이크로미러 소자(DMD)는 이미지를 형성하는 구동 주파수가 수백 KHz 대역을 사용하고 있으며, 예를 들어 LCD 제조 분야에 적용할 경우 마스크리스 노광 장치(100)를 구비한 노광 시스템을 인라인 방식으로 구성하면 대략 10mm/sec 이하의 노광 속도가 예상된다. 또한, 격자 광 밸브(GLV)의 경우 광 효율은 동적 마이크로미러 소자(DMD)와 거의 유사하지만, 위치의 정밀도가 동적 마이크로미러 소자(DMD)보다 대략 8배 이상 낮다는 단점을 지니고 있어, 일반적으로 거의 사용되고 있지 않다.More specifically, the dynamic micromirror device (DMD) among the above software image forming modules uses a frequency band of several hundreds of KHz for forming an image. For example, when applied to an LCD manufacturing field, a maskless exposure device When the exposure system including the
도 1c에 도시된 종래 기술에 따른 마스크리스 노광 장치(100)는 광원, 광원용 광학계(플라이아이 렌즈 및 집광 렌즈), 소프트웨어 이미지 형성용 모듈, 및 패턴 이미지를 결상하기 위한 결상용 광학계(각각이 복수의 마이크로 렌즈로 구성되는 마이크로 렌즈 어레이, 및 투사 렌즈 어레이)를 포함하는 복잡한 구성을 갖는다. 또한, 종래 기술에 따른 마스크리스 노광 장치(100)에서는 소프트웨어 이미지 형성용 모듈(즉, 동적 마이크로미러 소자(DMD) 또는 격자 광 밸브(GLV))에 의해 반사된 빔이 투사 렌즈를 통해 기판 상에 투사될 때 중첩 부분(SI)이 발생하게 되어 광량의 균일성(uniformity)을 얻기가 어렵다. 이러한 중첩 부분(SI)을 조정하기 위해서는 투사 렌즈를 비구면 렌즈로 가공하여야 하므로, 중첩 부분(SI)이 발생하는 경우 이를 임의적으로 조정하는 것이 실질적으로 불가능하다. 또한, 중첩 부분(SI)의 광량의 균일성을 조정하기 위해 광원용 광학계와 국부적인 광학계인 투사 렌즈의 설계 제작 시 렌즈의 수차 발생과 비구면 렌즈를 사용하여야 하는 기술적 문제로 인하여 마스크리스 노광 장치(100)의 사용은 일정한 한계성을 가지며, 또한 제조 비용이 크게 증가한다는 문제점이 발생한다.The
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 복수의 자외선 발광다이오드 칩(UV LED Chip)을 2열로 교차 배열하거나 또는 2열로 교차 배열된 복수의 자외선 발광다이오드 칩으로 이루어진 적어도 2개 이상의 칩 세트를 길이 방향으로 이격되도록 병렬로 배열하여 라인 광원을 구성하고 또한 복수의 자외선 발광다이오드 칩에서 방출되는 각각의 광량을 개별적으로 또는 국부적으로 조정 및 설정함으로써, 종래 복잡한 구성을 갖는 고가의 노광 장치 및 패턴 마스크의 사용이 불필요하고, 수차 및 광량 손실 발생이 실질적으로 제거되어 광효율이 극대화되며, 전체 노광량의 균일성(uniformity)을 용이하게 달성되고, 노광의 해상도 및 노광 속도가 현저하게 향상되며, 대면적 기판의 인라인 방식의 노광이 가능하며, 전체 노광 공정에 소요되는 시간 및 비용이 현저하게 감소되는 노광 장치용 라인 광원 및 라인 광원 모듈, 및 이를 구비한 패턴 형성용 노광 장치 및 노광 시스템을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the conventional art, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing an ultraviolet light emitting diode chip comprising a plurality of UV LED chips arranged in two rows, By arranging the chip sets in parallel so as to be spaced apart in the longitudinal direction to constitute a line light source and individually adjusting the amounts of light emitted from the plurality of ultraviolet light emitting diode chips individually or locally, And the use of a pattern mask is unnecessary, the generation of aberration and light amount loss are substantially eliminated, the light efficiency is maximized, the uniformity of the total exposure amount is easily achieved, the resolution and the exposure speed of exposure are remarkably improved, It is possible to perform in-line exposure of a large area substrate, A line light source module and a line light source module for an exposure apparatus in which time and cost are remarkably reduced, and an exposure apparatus and an exposure system for forming the same.
본 발명의 제 1 특징에 따른 노광 장치용 라인 광원은 복수의 제 1 자외선 발광다이오드 칩 및 복수의 제 2 자외선 발광다이오드 칩이 2열로 교차 배열되는 제 1 칩 세트; 복수의 제 3 자외선 발광다이오드 칩 및 복수의 제 4 자외선 발광다이오드 칩이 2열로 교차 배열되는 제 2 칩 세트; 및 상기 복수의 제 1 내지 제 4 자외선 발광다이오드 칩의 하부에 제공되며, 상기 복수의 제 1 내지 제 4 자외선 발광다이오드 칩에서 방출되는 빔 중 미광을 차단하기 위한 차폐 부재를 포함하되, 상기 제 1 칩 세트 및 상기 제 2 칩 세트는 노광 진행 방향으로는 일정 폭만큼 그리고 길이 방향으로는 일정한 제 2 이격 거리만큼 이격된 상태로 병렬로 배열되는 것을 특징으로 한다.A line light source for an exposure apparatus according to a first aspect of the present invention includes: a first chip set in which a plurality of first ultraviolet light emitting diode chips and a plurality of second ultraviolet light emitting diode chips are arranged in two rows; A second chip set in which a plurality of third ultraviolet light emitting diode chips and a plurality of fourth ultraviolet light emitting diode chips are arranged in two rows; And a shielding member provided below the plurality of first to fourth ultraviolet LED chips for shielding stray light among beams emitted from the plurality of first to fourth ultraviolet LED chips, The chip set and the second chip set are arranged in parallel in a state of being spaced apart from each other by a predetermined distance in the exposure progressing direction and a predetermined second spacing distance in the longitudinal direction.
본 발명의 제 2 특징에 따른 노광 장치용 라인 광원 모듈은 복수의 제 1 자외선 발광다이오드 칩 및 복수의 제 2 자외선 발광다이오드 칩이 2열로 교차 배열되는 라인 광원; 상기 라인 광원의 하부에 장착되고, 상기 복수의 제 1 및 제 2 자외선 발광다이오드 칩의 중심과 정렬된 상태로 배열되어 상기 라인 광원에서 방출되는 빔을 집속하기 위한 복수의 제 1 및 제 2 마이크로 렌즈로 구성되는 마이크로 렌즈 어레이; 및 상기 복수의 제 1 및 제 2 자외선 발광다이오드 칩과 상기 복수의 제 1 및 제 2 마이크로 렌즈 사이에 제공되며, 상기 복수의 제 1 및 제 2 자외선 발광다이오드 칩에서 방출되는 빔 중 미광을 차단하기 위한 차폐 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.A line light source module for an exposure apparatus according to a second aspect of the present invention includes: a line light source in which a plurality of first ultraviolet light emitting diode chips and a plurality of second ultraviolet light emitting diode chips are arranged in two rows; A plurality of first and second micro lenses for focusing a beam emitted from the line light source and arranged in alignment with the centers of the plurality of first and second ultraviolet light emitting diode chips, A microlens array comprising: And a plurality of first and second ultraviolet light emitting diode chips disposed between the first and second ultraviolet light emitting diode chips and the plurality of first and second micro lenses for blocking stray light among beams emitted from the plurality of first and second ultraviolet light emitting diode chips, And a shielding member.
본 발명의 제 3 특징에 따른 패턴 형성용 노광 장치는 캐드 데이터(CAD data)에 기초하여 패턴 이미지 데이터를 발생시키는 패턴 이미지 데이터 발생 장치; 상기 패턴 이미지 데이터 발생 장치로부터 전송받은 상기 패턴 이미지 데이터에 대응되는 제어 신호를 출력하는 콘트롤러; 상기 콘트롤러와 연결되며, 상기 제어 신호에 의해 상기 패턴 이미지 데이터에 대응되는 빔을 출력하는 라인 광원, 및 상기 라인 광원의 하부에 장착되며, 상기 빔을 집속하기 위한 마이크로 렌즈 어레이로 구성되는 노광 장치용 라인 광원 모듈; 및 상기 라인 광원 모듈로부터 출력된 빔을 축소하여 기판 상에 결상하여 패턴 이미지를 형성하는 투사 렌즈를 포함하되, 상기 라인 광원은 복수의 제 1 자외선 발광다이오드 칩 및 복수의 제 2 자외선 발광다이오드 칩이 2열로 교차 배열되고, 상기 마이크로 렌즈 어레이는 상기 복수의 제 1 및 제 2 자외선 발광다이오드 칩의 중심과 정렬된 상태로 배열되는 복수의 제 1 및 제 2 마이크로 렌즈로 구성되며, 상기 복수의 제 1 및 제 2 자외선 발광다이오드 칩과 상기 복수의 제 1 및 제 2 마이크로 렌즈 사이에는 상기 복수의 제 1 및 제 2 자외선 발광다이오드 칩에서 방출되는 빔 중 미광을 차단하기 위한 차폐 부재가 제공되는 것을 특징으로 한다. A pattern forming exposure apparatus according to a third aspect of the present invention includes: a pattern image data generating device for generating pattern image data based on CAD data; A controller for outputting a control signal corresponding to the pattern image data received from the pattern image data generator; A line light source connected to the controller for outputting a beam corresponding to the pattern image data by the control signal and a microlens array mounted below the line light source for focusing the beam, A line light source module; And a projection lens for reducing a beam output from the line light source module and forming a pattern image on the substrate, wherein the line light source includes a plurality of first ultraviolet light emitting diode chips and a plurality of second ultraviolet light emitting diode chips And the microlens array is composed of a plurality of first and second microlenses arranged in alignment with the centers of the plurality of first and second ultraviolet LED chips, And a shielding member for shielding stray light among the beams emitted from the plurality of first and second ultraviolet LED chips is provided between the second ultraviolet LED chip and the plurality of first and second micro lenses. do.
본 발명의 노광 장치용 라인 광원 및 라인 광원 모듈, 및 이를 구비한 패턴 형성용 노광 장치 및 노광 시스템을 사용하면 다음과 같은 장점이 달성된다.The following advantages are achieved by using the line light source and the line light source module for an exposure apparatus of the present invention, the pattern forming exposure apparatus and the exposure system having the same.
1. 광원, 플라이아이 렌즈, 및 집광 렌즈를 포함한 복잡한 광원용 광학계를 사용할 필요가 없다.1. It is not necessary to use a complicated light source optical system including a light source, a fly-eye lens, and a condenser lens.
2. 라인 광원 및 라인 광원 모듈의 사용으로 인하여 광원용 광학계의 구성이 매우 단순화되고 또한 광원의 모듈화가 가능하므로 패턴 형성용 노광 장치 및 노광 시스템의 제조 비용 및 시간이 현저하게 절감된다.2. By using the line light source and the line light source module, the structure of the optical system for the light source is greatly simplified and the light source can be modularized, so that the manufacturing cost and time of the pattern forming exposure apparatus and the exposure system are remarkably reduced.
3. 복잡한 광원용 광학계 대신 자외선 발광다이오드를 기반으로 하는 라인 광원 및 라인 광원 모듈을 사용하므로 광손실이 최소화되어 광원의 광효율이 최대화된다. 따라서, 높은 광량을 필요로 하는 노광 공정에도 적용 가능하며, 노광 속도가 크게 향상된다.3. Instead of a complicated light source optical system, since the line light source and line light source module based on ultraviolet light emitting diode are used, the light loss is minimized and the light efficiency of the light source is maximized. Therefore, the present invention can be applied to an exposure process requiring a high light amount, and the exposure speed is greatly improved.
4. 라인 광원 및 라인 광원 모듈에 사용되는 복수의 자외선 발광다이오드 칩을 개별적으로 또는 국부적으로 제어하여 광량을 조정 및 설정할 수 있으므로 라인 광원 모듈 간의 중첩 영역에 대한 광량을 효과적으로 조정하여 전체 노광량의 균일성을 용이하게 달성할 수 있다. 특히, 차폐 부재에 의해 복수의 자외선 발광다이오드 칩에서 방출되는 빔으로부터 발생하는 미광(stary light)이 차단됨으로써, 노광의 해상도가 추가로 향상되어 정상 패턴 이미지 이외의 다른 패턴 이미지 패턴이 형성되는 것이 방지된다.4. Since a plurality of ultraviolet light emitting diode chips used in the line light source and line light source module can be individually or locally controlled to adjust and set the light amount, the light amount for the overlapping area between the line light source modules can be effectively controlled, Can be easily achieved. Particularly, stray light generated from a beam emitted from a plurality of ultraviolet light-emitting diode chips is blocked by a shielding member, thereby further improving the resolution of exposure and preventing formation of a pattern image pattern other than a normal pattern image do.
5. 라인 광원 모듈에 모듈은 사용되는 복수의 자외선 발광다이오드 칩을 소프트웨어 기반의 캐드 데이터에 의해 패턴 이미지 데이터 발생 장치를 사용하여 패턴 이미지 형성이 가능하므로, 고가의 패턴 마스크를 사용할 필요가 없다.5. It is not necessary to use an expensive pattern mask because a plurality of ultraviolet light emitting diode chips used in the line light source module can form a pattern image by using a pattern image data generating device by software based CAD data.
6. 라인 광원 모듈의 수를 증가시켜 대면적 기판을 인라인 방식으로 스캔하는 것이 가능하다.6. Increasing the number of line light source modules makes it possible to scan large area substrates inline.
7. 라인 광원 및 라인 광원 모듈에 사용되는 복수의 자외선 발광다이오드 칩의 적절한 병렬 배열에 따라 노광의 해상도를 필요한 만큼 향상시킬 수 있다.7. The resolution of the exposure can be increased as required by the parallel arrangement of the plurality of ultraviolet light-emitting diode chips used for the line light source and the line light source module.
8. 단순화된 라인 광원 모듈을 사용하므로, 빔의 축소 비율도 2:1 이하로 낮아져 국부적인 광학계(예를 들어, 투사 렌즈 또는 투사 렌즈 어레이)의 제조가 용이하다.8. Since a simplified line light source module is used, the reduction ratio of the beam is also lowered to 2: 1 or less, and it is easy to manufacture a local optical system (for example, a projection lens or a projection lens array).
본 발명의 추가적인 장점은 동일 또는 유사한 참조번호가 동일한 구성요소를 표시하는 첨부 도면을 참조하여 이하의 설명으로부터 명백히 이해될 수 있다. Further advantages of the present invention can be clearly understood from the following description with reference to the accompanying drawings, in which like or similar reference numerals denote like elements.
도 1a는 종래 기술의 근접 노광 장치를 사용하는 근접 노광 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1b는 종래 기술의 투사 노광 장치를 사용하는 투사 노광 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1c는 종래 기술에 따른 마스크리스 노광 장치의 일반적인 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 노광 장치용 라인 광원의 평면도를 도시한 도면이다.
도 2b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 노광 장치용 라인 광원의 평면도를 도시한 도면이다.
도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치용 라인 광원 모듈의 정면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2d는 도 2c에 도시된 라인 광원 모듈에 사용되는 라인 광원의 일부 평면도와 라인 광원 모듈의 일부 사시도이다.
도 2e는 도 2d에 도시된 라인 광원의 복수의 자외선 발광다이오드 칩에서 방출되는 빔으로부터 발생하는 미광(stary light)에 의한 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 2f는 본 발명의 일 실시예에 따른 라인 광원의 복수의 자외선 발광다이오드 칩에서 방출되는 빔에서 발생하는 미광을 차단하기 위한 차폐 부재를 도시한 도면이다.
도 2g는 도 2f에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐 부재의 단면도를 도시한 도면이다.
도 2h는 도 2f에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차폐 부재의 단면도를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성용 노광 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성용 노광 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성용 노광 시스템에 사용되는 일부 패턴 형성용 노광 장치에 의한 중첩 영역에서의 빔의 광량의 균일성이 달성되는 것을 도시한 도면이다. 1A is a schematic view for explaining a proximity exposure method using a proximity exposure apparatus of the prior art.
1B is a schematic view for explaining a projection exposure method using a projection exposure apparatus of the prior art.
1C is a view schematically showing a general configuration of a maskless exposure apparatus according to the related art.
2A is a plan view of a line light source for an exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention.
2B is a plan view of a line light source for an exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention.
2C is a schematic front view of the line light source module for an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2D is a partial plan view of the line light source used in the line light source module shown in FIG. 2C and a partial perspective view of the line light source module.
FIG. 2E is a view for explaining a problem caused by a stray light generated from a beam emitted from a plurality of ultraviolet light emitting diode chips of the line light source shown in FIG. 2D.
FIG. 2F illustrates a shielding member for shielding stray light generated in a beam emitted from a plurality of ultraviolet LED chips of a line light source according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.
FIG. 2G is a sectional view of the shielding member according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 2F.
2h is a cross-sectional view of a shield according to another embodiment of the present invention shown in FIG. 2f.
3 is a view schematically showing an exposure apparatus for pattern formation according to an embodiment of the present invention.
4A is a view schematically showing an exposure system for pattern formation according to an embodiment of the present invention.
4B is a view showing that the uniformity of the light amount of the beam in the overlap region by the partial pattern forming exposure apparatus used in the pattern forming exposure system according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 4A is achieved .
이하에서 본 발명의 실시예 및 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 기술한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to embodiments and drawings of the present invention.
도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 노광 장치용 라인 광원의 평면도를 도시한 도면이고, 도 2b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 노광 장치용 라인 광원의 평면도를 도시한 도면이다.FIG. 2A is a plan view of a line light source for an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a plan view of a line light source for an exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention.
도 2a를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 노광 장치용 라인 광원(210)은 복수의 제 1 자외선 발광다이오드 칩(212a) 및 복수의 제 2 자외선 발광다이오드 칩(212b)이 2열로 교차 배열되는 것을 특징으로 한다. 여기서, 복수의 제 1 자외선 발광다이오드 칩(212a)과 복수의 제 2 자외선 발광다이오드 칩(212b)은 일정한 제 1 이격 거리(D1)를 갖는다. 따라서, 기판(미도시)의 하나의 라인(L) 상에서 복수의 제 1 자외선 발광다이오드 칩(212a)으로부터 방출되는 빔의 스폿(spot: Sa)과 복수의 제 2 자외선 발광다이오드 칩(212b)으로부터 방출되는 빔의 스폿(Sb) 간의 이격 거리(즉 해상도)도 제 1 이격 거리(D1)를 갖는다.2A, the line
도 2b를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 노광 장치용 라인 광원(210)은 복수의 제 1 자외선 발광다이오드 칩(212a) 및 복수의 제 2 자외선 발광다이오드 칩(212b)이 2열로 교차 배열되는 제 1 칩 세트(212), 및 복수의 제 3 자외선 발광다이오드 칩(214a) 및 복수의 제 4 자외선 발광다이오드 칩(214a)이 2열로 교차 배열되는 제 2 칩 세트(214)를 포함하되, 상기 제 1 칩 세트(212) 및 상기 제 2 칩 세트(214)는 노광 진행 방향(A)으로는 일정 폭(W)만큼 그리고 길이 방향으로는 일정한 제 2 이격 거리(D2)만큼 이격된 상태로 병렬로 배열되는 것을 특징으로 한다. 여기서, 복수의 제 1 자외선 발광다이오드 칩(212a)과 복수의 제 2 자외선 발광다이오드 칩(212b), 및 복수의 제 3 자외선 발광다이오드 칩(214a)과 복수의 제 4 자외선 발광다이오드 칩(214b)은 각각 일정한 제 1 이격 거리(D1)를 갖는다. 또한, 복수의 제 1 자외선 발광다이오드 칩(212a)과 복수의 제 3 자외선 발광다이오드 칩(214a), 및 복수의 제 2 자외선 발광다이오드 칩(212b)과 복수의 제 4 자외선 발광다이오드 칩(214b)은 각각 일정한 제 2 이격 거리(D2)를 갖는다. 바람직하게는, 제 2 이격거리(D2)는 제 1 이격거리(D1)의 1/2이다. 따라서, 기판(미도시)의 하나의 라인(L) 상에서 복수의 제 1 자외선 발광다이오드 칩(212a)으로부터 방출되는 빔의 스폿(Sa)과 복수의 제 3 자외선 발광다이오드 칩(214a)으로부터 방출되는 빔의 스폿(Sc) 간의 이격 거리(즉 해상도)도 제 2 이격 거리(D2)를 가진다. 그 결과, 도 2b에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 노광 장치용 라인 광원(210)은 도 2a에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 노광 장치용 라인 광원(210)에 비해 해상도가 2배로 증가한다.2B, the line
상술한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 노광 장치용 라인 광원(210)에서는 제 1 칩 세트(212)와 제 2 칩 세트(214)가 길이 방향으로는 일정한 제 2 이격 거리(D2)만큼 이격된 상태로 병렬로 배열되는 것으로 도시 및 기술되어 있지만, 당업자라면 노광 장치용 라인 광원(210)이 예를 들어 3개 이상의 칩 세트를 포함하되, 3개 이상의 칩 세트가 길이 방향으로는 일정한 이격 거리(예를 들어 3개의 칩 세트가 사용되는 경우 제 1 이격 거리(D1)의 1/3)만큼 이격된 상태로 순차적으로 병렬로 배열될 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다. 그러나, 노광 장치용 라인 광원(210)에 사용되는 칩 세트의 수가 증가하는 경우 빔 스폿을 기판(미도시) 상에서 하나의 라인(L) 상에 집속하는 것이 어렵다는 점에 유의하여야 한다.In the line
또한, 상술한 도 2a 및 도 2b에 도시된 본 발명의 제 l 및 2 실시예에서, 복수의 제 1 자외선 발광다이오드 칩(212a) 및 복수의 제 2 자외선 발광다이오드 칩(212b)과 복수의 제 3 자외선 발광다이오드 칩(214a) 및 복수의 제 4 자외선 발광다이오드 칩(214b)이 각각 2열로 교차 배열되는 이유는 복수의 제 1 및 제 2 자외선 발광다이오드 칩(212a,212b) 및 복수의 제 3 및 제 4 자외선 발광다이오드 칩(214a,214b)이 일부가 겹치도록 하여 스폿 간의 이격 거리를 좁혀 해상도를 증가시키기 위한 것이다. 현재까지의 기술 수준으로는 서로 인접한 자외선 발광다이오드 칩에서 방출되는 두 빔의 스폿 간의 이격 거리가 패턴 형성에 요구되는 해상도 거리 이하의 사이즈로 자외선 발광다이오드 칩을 제작하는 것이 불가능하다. 그러나, 자외선 발광다이오드 칩의 사이즈를 요구되는 해상도 이하의 사이즈로 제작하는 것이 가능한 경우, 본 발명의 제 l 및 2 실시예에 따른 노광 장치용 라인 광원(210)에서 복수의 제 1 및 제 2 자외선 발광다이오드 칩(212a,212b)과 복수의 제 3 및 제 4 자외선 발광다이오드 칩(214a,214b)은 각각 1열로 배열될 수 있다는 것을 당업자라면 충분히 이해할 수 있을 것이다.In the first and second embodiments of the present invention shown in Figs. 2A and 2B, a plurality of first ultraviolet light emitting
도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치용 라인 광원 모듈의 정면도를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2d는 도 2c에 도시된 라인 광원 모듈에 사용되는 라인 광원의 일부 평면도와 라인 광원 모듈의 일부 사시도이다.FIG. 2C is a schematic front view of the line light source module for an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2D is a plan view of a part of the line light source used in the line light source module shown in FIG. FIG.
도 2c 및 도 2d를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치용 라인 광원 모듈(211)은 라인 광원(210); 및 상기 라인 광원(210)의 하부에 장착되며, 상기 라인 광원(210)에서 방출되는 빔을 집속하기 위한 복수의 마이크로 렌즈(222,224)로 구성되는 마이크로 렌즈 어레이(220)를 포함한다. 여기서, 라인 광원(210)은 도 2a 및 도 2b에 도시된 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 노광 장치용 라인 광원(210)이 사용된다. 도 2d의 실시예에서는 도 2b에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 노광 장치용 라인 광원(210)이 사용되는 것으로 예시적으로 도시되어 있지만, 당업자라면 도 2a에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 노광 장치용 라인 광원(210)이 사용될 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다.Referring to FIGS. 2C and 2D, the line
다시 도 2c 및 도 2d를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치용 라인 광원 모듈(211)은 라인 광원(210)을 구성하는 복수의 제 1 및 제 2 자외선 발광다이오드 칩(212a,212b)과 복수의 제 3 및 제 4 자외선 발광다이오드 칩(214a,214b)의 공통 신호를 하나로 연결하기 위한 공통 전극(216)을 구비한다. 이러한 공통 전극(216)에 의해 최대한 많은 수의 자외선 발광다이오드 칩이 노광 장치용 라인 광원 모듈(211)의 라인 광원(210) 내에 포함되도록 구성할 수 있다.2C and 2D, the line
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치용 라인 광원 모듈(211)은 복수의 제 1 및 제 2 자외선 발광다이오드 칩(212a,212b)과 복수의 제 3 및 제 4 자외선 발광다이오드 칩(214a,214b) 각각에 제어 신호를 제공하기 위한 외부 연결용 접속 패드(pad: 218)를 구비한다. 이 경우, 복수의 제 1 내지 제 4 자외선 발광다이오드 칩(212a,212b,214a,214b) 중 양극(anode)이 공통 전극(216)이고, 음극(cathode)이 외부 연결용 접속 패드(218)이거나, 또는 복수의 제 1 내지 제 4 자외선 발광다이오드 칩(212a,212b,214a,214b) 중 음극이 공통 전극(216)이고, 양극이 외부 연결용 접속 패드(218)로 구현될 수 있다. 상술한 외부 연결용 접속 패드(218)를 통해 복수의 제 1 내지 제 4 자외선 발광다이오드 칩(212a,212b,214a,214b)은 각각 개별적으로 제어될 수 있다.The line
한편, 마이크로 렌즈 어레이(220)는 라인 광원(210)을 구성하는 복수의 제 1 내지 제 4 자외선 발광다이오드 칩(212a,212b,214a,214b)의 중심과 정렬된 상태로 배열된 복수의 제 1 내지 제 4 마이크로 렌즈(222a,222b,224a,224b)로 구성된다. 따라서, 제 1 내지 제 4 자외선 발광다이오드 칩(212a,212b,214a,214b)으로부터 방출되는 빔은 각각 복수의 제 1 내지 제 4 마이크로 렌즈(222a,222b,224a,224b)를 통해 기판(미도시) 상에서 하나의 라인(L) 상에 집속된다(도 2a 및 도 2b 참조).On the other hand, the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치용 라인 광원 모듈(211)에서는 라인 광원(210)을 구성하는 복수의 제 1 내지 제 4 자외선 발광다이오드 칩(212a,212b,214a,214b)의 동시 구동에 의한 발열 문제가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치용 라인 광원 모듈(211)은 라인 광원(210)의 상부(또는 배면)에 장착되는 방열판(230)을 추가로 포함할 수 있다.In the line
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치용 라인 광원 모듈(211)에서는 라인 광원(210)을 사용함으로써 종래 복잡한 구성의 광원용 광학계를 사용할 필요가 없고, 패턴 형성을 위한 노광의 해상도를 가변적으로 향상시킬 수 있다. As described above, in the line
도 2e는 도 2d에 도시된 라인 광원의 복수의 자외선 발광다이오드 칩에서 방출되는 빔으로부터 발생하는 미광(stary light)에 의한 문제점을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2E is a view for explaining a problem caused by a stray light generated from a beam emitted from a plurality of ultraviolet light emitting diode chips of the line light source shown in FIG. 2D.
도 2e를 도 2d와 함께 참조하면, 복수의 제 1 자외선 발광다이오드 칩(212a)을 구성하는 제 1 내지 제 3 자외선 발광다이오드 칩(212a1,212a2,212a3)에서 방출되는 빔은 정렬 위치에 배열된 복수의 제 1 마이크로 렌즈(222a)를 구성하는 제 1 내지 제 3 마이크로 렌즈(222a1,222a2,222a3)를 통과한다. 이 경우, 제 1 내지 제 3 자외선 발광다이오드 칩(212a1,212a2,212a3)에서 자외선 발광다이오드 칩의 발산각으로 인해 미광(217)이 발생한다. 이러한 미광(217)은 정렬 위치에 배열된 제 1 내지 제 3 마이크로 렌즈(222a1,222a2,222a3) 이외의 다른 마이크로 렌즈를 통과한다. 예를 들어 제 1 및 제 2 자외선 발광다이오드 칩(212a1,212a2)에서 발생한 미광(217)이 제 3 마이크로 렌즈(222a3)를 통과하거나, 제 3 자외선 발광다이오드 칩(212a3)에서 발생한 미광(217)이 제 1 및 제 2 마이크로 렌즈(222a1,222a2)를 통과한다.Referring to FIG. 2E and FIG. 2D, the beams emitted from the first through third ultraviolet LED chips 212a1, 212a2 and 212a3 constituting the plurality of first
따라서, 복수의 제 1 자외선 발광다이오드 칩(212a)을 포함한 라인 광원(210)에서 방출되는 빔이 복수의 제 1 마이크로 렌즈(222a)를 포함하는 마이크로 렌즈 어레이(220)를 통해 하나의 라인(L) 상에 집속될 때(도 2a 및 도 2b 참조), 미광(217)은 기판(미도시) 상에서 광량의 차이를 발생시킨다. 이러한 광량의 차이로 인해 균일한 패턴 이미지가 형성되지 못하거나 또는 정상적인 패턴 이외의 원하지 않는 다른 패턴이 형성될 수도 있다.A beam emitted from a line
따라서, 복수의 제 1 자외선 발광다이오드 칩(212a)에서 발생하는 미광을 차단하기 위한 추가적인 방법이 필요하다.Therefore, there is a need for an additional method for blocking the stray light generated in the plurality of first
도 2f는 본 발명의 일 실시예에 따른 라인 광원의 복수의 자외선 발광다이오드 칩에서 방출되는 빔으로부터 발생하는 미광을 차단하기 위한 차폐 부재를 도시한 도면이다.FIG. 2F illustrates a shielding member for shielding stray light generated from a beam emitted from a plurality of ultraviolet LED chips of a line light source according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
도 2f를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐 부재(213)는 복수의 제 1 자외선 발광다이오드 칩(212a)의 하부에서 복수의 제 1 자외선 발광다이오드 칩(212a) 및 복수의 제 1 마이크로 렌즈(222a) 사이에 제공된다.2F, a shielding
좀 더 구체적으로, 차폐 부재(213)는 복수의 제 1 자외선 발광다이오드 칩(212a)을 구성하는 제 1 내지 제 3 자외선 발광다이오드 칩(212a1,212a2,212a3)에서 방출되는 빔이 통과하는 복수의 원통형 공간(215)을 구비한다. 따라서, 제 1 내지 제 3 자외선 발광다이오드 칩(212a1,212a2,212a3)에서 미광(217)이 발생하더라고, 이러한 미광(217)은 차폐 부재(213)에 의해 차단된다.More specifically, the shielding
또한, 복수의 원통형 공간(215)의 직경(D)은 마이크로 렌즈(222a)의 직경(R)과 동일한 값을 가지는 것이 바람직하다.It is preferable that the diameter D of the plurality of
상술한 도 2f에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐 부재(213)가 복수의 제 1 자외선 발광다이오드 칩(212a) 및 복수의 제 1 마이크로 렌즈(222a)에만 적용되는 것으로 예시적으로 도시되어 있지만, 당업자라면 차폐 부재(213)가 도 2b 및 도 2d에 도시된 복수의 제 2 내지 제 4 자외선 발광다이오드 칩(212b,214a,214b) 및 복수의 제 2 내지 제 4 마이크로 렌즈(222b,224a,224b)에도 동일하게 적용될 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다.The shielding
도 2g는 도 2f에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐 부재의 단면도를 도시한 도면이고, 도 2h는 도 2f에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차폐 부재의 단면도를 도시한 도면이다.FIG. 2G is a sectional view of the shielding member according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 2F, FIG. 2H is a sectional view of a shielding member according to another embodiment of the present invention shown in FIG. 2F FIG.
도 2g 및 도 2h를 도 2f와 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차폐 부재(213)는 복수의 제 1 및 제 2 원통형 공간(215a,215b)이 형성된 일체형 차폐 몸체(213a)로 구현되거나(도 2g 참조), 또는 복수의 제 1 원통형 공간(215a)이 형성된 제 1 차폐 몸체(213a) 및 복수의 제 2 원통형 공간(215b)이 형성된 제 2 차폐 몸체(213b)가 별개로 이루어진 분리형 차폐 몸체로 구현될 수 있다(도 2h 참조).Referring to FIGS. 2G and 2H together with FIG. 2F, the shielding
한편, 제 1 내지 제 3 자외선 발광다이오드 칩(212a1,212a2,212a3)에서 미광(217)은 차폐 부재(213)의 복수의 원통형 공간(215) 내에서 내부 반사를 일으켜 패턴 형성을 위한 노광의 광량에 영향을 미칠 수 있다(도 2f에 도시된 참조 부호 217a 참조). 이러한 차폐 부재(213)의 내부 반사를 방지하기 위해 본 발명의 실시예에서는, 복수의 제 1 및 제 2 원통형 공간(215a,215b)이 형성된 일체형 차폐 몸체(213a)의 내부(도 2g의 경우) 또는 복수의 제 1 원통형 공간(215a)이 형성된 제 1 차폐 몸체(213a) 및 복수의 제 2 원통형 공간(215b)이 형성된 제 2 차폐 몸체(213b)의 내부(도 2h의 경우)에 각각 무반사 코팅층(anti-reflective coating layer)(219)이 제공된다. 이러한 무반사 코팅층(219)은 미광(217)이 복수의 원통형 공간(215) 내에서 내부 반사를 일으키는 것을 방지한다. On the other hand, in the first to third ultraviolet LED chips 212a1, 212a2 and 212a3, the
상술한 바와 같이, 본 발명의 차폐 부재(213)를 사용하면 복수의 자외선 발광다이오드 칩에서 방출되는 빔에서 발생하는 미광이 차단되므로 노광의 해상도가 추가로 향상되어 정상 패턴 이미지 이외의 다른 패턴 이미지 패턴이 형성되는 것이 방지된다.As described above, since the stray light generated from the beams emitted from the plurality of ultraviolet light emitting diode chips is blocked by using the shielding
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성용 노광 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.3 is a view schematically showing an exposure apparatus for pattern formation according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성용 노광 장치(300)는 캐드 데이터(CAD data)에 기초하여 패턴 이미지 데이터를 발생시키는 패턴 이미지 데이터 발생 장치(302); 상기 패턴 이미지 데이터 발생 장치(302)로부터 전송받은 상기 패턴 이미지 데이터에 대응되는 제어 신호를 출력하는 콘트롤러(304); 상기 콘트롤러(304)와 연결되며, 상기 제어 신호에 의해 상기 패턴 이미지 데이터에 대응되는 빔을 출력하는 라인 광원(310), 및 상기 라인 광원(310)의 하부에 장착되며, 상기 빔을 집속하기 위한 마이크로 렌즈 어레이(320)로 구성되는 노광 장치용 라인 광원 모듈(311); 및 상기 라인 광원 모듈(311)로부터 출력된 빔을 축소하여 기판(350) 상에 결상하여 패턴 이미지를 형성하는 투사 렌즈(340)를 포함한다. 여기서, 노광 장치용 라인 광원 모듈(311)은 라인 광원(310)의 상부(또는 배면)에 장착되는 방열판(330)을 추가로 포함할 수 있다. 여기서 캐드 데이터는 기판(350) 상에 형성되어야 할 패턴 이미지에 대응되는 데이터로 패턴 이미지 데이터 발생 장치(302) 내에 프로그램되어 미리 저장되어 있다. Referring to FIG. 3, an
상술한 라인 광원(310)은 도 2a 및 도 2b에 도시된 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 노광 장치용 라인 광원(210)이 사용된다. 좀 더 구체적으로, 라인 광원(310)은 도 2a에 도시된 복수의 제 1 자외선 발광다이오드 칩(212a) 및 복수의 제 2 자외선 발광다이오드 칩(212b)이 2열로 교차 배열되는 라인 광원(210)으로 구현되거나, 또는 도 2b에 도시된 복수의 제 1 자외선 발광다이오드 칩(212a) 및 복수의 제 2 자외선 발광다이오드 칩(212b)이 2열로 교차 배열되는 제 1 칩 세트(212), 및 복수의 제 3 자외선 발광다이오드 칩(214a) 및 복수의 제 4 자외선 발광다이오드 칩(214b)이 2열로 교차 배열되는 제 2 칩 세트(214)가 병렬로 배열되는 라인 광원(210)으로 구현될 수 있다.The above-described line
다시 도 3을 도 2a 내지 도 2c와 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성용 노광 장치(300)에서는 패턴 이미지 데이터 발생 장치(302)가 캐드 데이터에 기초하여 기판(350) 상에 노광될 패턴 이미지에 대응되는 패턴 이미지 데이터를 발생시켜 콘트롤러(304)로 전송한다. 콘트롤러(304)는 전송받은 패턴 이미지 데이터에 대응되는 제어 신호를 도 2c에 도시된 외부 연결용 접속 패드(218)를 통해 복수의 제 1 내지 제 4 자외선 발광다이오드 칩(212a,212b,214a,214b)에 각각 개별적으로 출력한다. 콘트롤러(304)의 제어 신호는 복수의 제 1 내지 제 4 자외선 발광다이오드 칩(212a,212b,214a,214b)에서 각각 출력되는 광량을 개별적으로 또는 국부적으로 조정할 수 있다. 또한, 콘트롤러(304)의 제어 신호는 상기 패턴 이미지의 데이터에 대응하여 빔을 출력하는 자외선 발광다이오드 칩과 빔을 미출력하는 자외선 발광다이오드 칩의 각각의 위치 데이터를 동기화하여 복수의 제 1 내지 제 4 자외선 발광다이오드 칩(212a,212b,214a,214b)을 온/오프시킴으로써, 복수의 제 1 내지 제 4 자외선 발광다이오드 칩(212a,212b,214a,214b)이 패턴 이미지에 대응되는 빔을 방출하도록 제어한다. 복수의 제 1 내지 제 4 자외선 발광다이오드 칩(212a,212b,214a,214b)에서 방출된 빔은 마이크로 렌즈 어레이(320)를 통해 집속된다. 마이크로 렌즈 어레이(320)에 의해 집속된 빔은 투사 렌즈(340)를 통과하여 축소되어 기판(350) 상에 결상된다. 그 결과, 기판(350) 상에 패턴 이미지가 형성된다.Referring again to FIG. 3 together with FIGS. 2A to 2C, in the pattern forming
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성용 노광 장치(300)에서는 복잡한 구성을 갖는 광원용 광학계를 사용하지 않아, 빔을 결상하기 위한 국부적인 광학계인 투사 렌즈(340)의 축소 비율도 2:1 이하로 낮아져 투사 렌즈(340)의 수차 발생이 실질적으로 감소되어 국부적인 광학계의 제작이 상당히 용이해진다. In the pattern forming
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성용 노광 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다. 4A is a view schematically showing an exposure system for pattern formation according to an embodiment of the present invention.
도 4a를 도 2a 내지 도 2h 및 도 3과 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성용 노광 시스템(401)은 패턴 이미지에 대응되는 캐드 데이터 또는 보정된 캐드 데이터에 기초하여 패턴 이미지 데이터를 발생시키는 패턴 이미지 데이터 발생 장치(402); 상기 패턴 이미지 데이터 발생 장치(402)와 각각 연결되며, 상기 패턴 이미지 데이터 발생 장치(402)로부터 상기 패턴 이미지 데이터를 전송받아 상기 패턴 이미지에 대응되는 빔을 출력하고, 출력된 빔을 집속 및 축소하여 기판(450) 상에 결상하여 상기 패턴 이미지를 형성하는 복수의 패턴 형성용 노광 장치(400a,400b,400c,400d,400e,400f,400g); 상기 복수의 패턴 형성용 노광 장치(400a,400b,400c,400d,400e,400f,400g)가 장착 및 지지되는 지지 부재(460); 및 상기 기판(450)이 장착되는 스테이지(480)를 포함하고, 상기 지지 부재(460)와 상기 기판(450)은 서로 상대적으로 이동하는 것을 특징으로 한다. 지지 부재(460)와 기판(450)의 상대 운동은 예를 들어 기판(450)이 스테이지(480) 상에 고정 장착된 상태에서, 예를 들어 갠트리로 구현되는 지지 부재(460)가 구동 액추에이터(미도시)에 의해 기판(450) 상에서 스캔 방향(A)으로 이송되거나, 또는 예를 들어 지지 부재(460)가 스테이지(480) 상에 고정 장착된 상태에서, 기판(450)이 스테이지(480) 상에 제공되는 이송 장치(470)에 의해 스캔 방향(A)으로 이송될 수 있다. 참조부호 482는 스테이지(470)가 장착되는 프레임이다. Referring to FIG. 4A, with reference to FIGs. 2A to 2H and FIG. 3, an
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성용 노광 시스템(401)에서는 지지 부재(460)에 장착되는 복수의 패턴 형성용 노광 장치(400a,400b,400c,400d,400e,400f,400g)가 각각 도 3에 도시된 패턴 형성용 노광 장치(300)로 구현될 수 있다. 이 경우, 패턴 이미지 데이터 발생 장치(402)는 복수의 패턴 형성용 노광 장치(400a,400b,400c,400d,400e,400f,400g)에 대응되는 패턴 이미지를 개별적으로 발생시킨다는 점에 유의하여야 한다.In the
도 4a에 도시된 실시예에서는 복수의 패턴 형성용 노광 장치(400a,400b,400c,400d,400e,400f,400g)가 7개인 것으로 예시적으로 도시되어 있지만, 당업자라면 기판(450)의 사이즈에 따라 복수의 패턴 형성용 노광 장치(400a,400b,400c,400d,400e,400f,400g)의 수가 증가 또는 감소될 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 복수의 패턴 형성용 노광 장치(400a,400b,400c,400d,400e,400f,400g)의 개수를 증가하여 대면적 기판에 대한 인라인 방식의 노광이 가능해진다. 또한, 복수의 패턴 형성용 노광 장치(400a,400b,400c,400d,400e,400f,400g)의 각각의 구체적인 구성은 도 3을 참조하여 이미 상세히 기술하였으므로 생략하기로 한다.In the embodiment shown in FIG. 4A, the
다시 도 4a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성용 노광 시스템(401)에서는, 기판(450)이 스테이지(480) 상에 적재되기 전에 사전 얼라인(pre-align)이 행해진다. 이러한 사전 얼라인 동작의 결과 예를 들어 기판(450)의 표면 상태가 휘어진 경우가 발생할 수 있다. 이 경우, 사전 얼라인 동작에서 얻어진 기판(450)의 표면 상태에 대한 데이터가 패턴 이미지 데이터 발생 장치(402)로 피드백되어 미리 저장된 캐드 데이터와 비교되어 상이한 부분에 대해 패턴 이미지가 보정된다. 보정된 캐드 데이터는 패턴 이미지 데이터 발생 장치(402)에 저장된다. 그 후, 기판(450)이 스테이지(480) 상에 적재되어 스테이지(480)와의 얼라인이 이루어진다. 그 후, 패턴 이미지 데이터 발생 장치(402)로부터 캐드 데이터 또는 보정된 캐드 데이터에 기초하여 발생된 패턴 이미지 데이터가 복수의 패턴 형성용 노광 장치(400a,400b,400c,400d,400e,400f,400g)로 전송된다. 그 후, 복수의 패턴 형성용 노광 장치(400a,400b,400c,400d,400e,400f,400g)는 각각 도 3을 참조하여 상세히 기술한 바와 같이 기판(450) 상에 패턴 이미지를 형성한다. 이 경우, 지지 부재(460)에 장착되는 복수의 패턴 형성용 노광 장치(400a,400b,400c,400d,400e,400f,400g)와 기판(450)은 상대 운동하여 패턴 이미지가 기판(450) 상에 스캔 방향(A)으로 인라인 방식으로 노광되어 기판(450) 전체에 대한 패턴 이미지가 형성된다. 그 후, 노광이 완료된 기판(450)이 배출되고, 후속 기판에 대해 상술한 바와 동일한 인라인 방식의 노광이 연속적으로 이루어져, 전체 노광 공정이 신속하게 이루어질 수 있다.Referring again to FIG. 4A, in the
도 4b는 도 4a에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성용 노광 시스템에 사용되는 일부 패턴 형성용 노광 장치에 의한 중첩 영역에서의 빔의 광량의 균일성이 달성되는 것을 도시한 도면이다.4B is a view showing that the uniformity of the light amount of the beam in the overlap region by the partial pattern forming exposure apparatus used in the pattern forming exposure system according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 4A is achieved .
도 4b를 도 4a와 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성용 노광 시스템(401)에서는 예를 들어 제 1 내지 제 3 패턴 형성용 노광 장치(400a,400b,400c) 내의 제 1 내지 제 3 라인 광원 모듈(411a,411b,411c)에 의해 2개의 중첩 영역(SI1,SI2)을 포함한 중첩 영역(SI)이 발생한다. 여기서, 제 1 내지 제 3 라인 광원 모듈(411a,411b,411c)은 기구적인 간섭 문제로 인하여 서로 어긋나게 배열되어 있는 것으로 실제로는 기판(450) 상의 라인(L)으로부터 동일한 높이(H)에 위치되어 있다는 점에 유의하여야 한다(도 4b의 하부 도면 참조).Referring to FIG. 4B, in the
본 발명에서는 상술한 상기 2개의 중첩 영역(SI1,SI2)을 포함한 중첩 영역(SI)에서 대응되는 제 1 내지 제 3 라인 광원 모듈(411a,411b,411c) 내의 복수의 자외선 발광디이오드 칩에서 출력되는 빔의 광량을 개별적으로 또는 국부적으로 조정 및 설정이 가능하다. 따라서, 도 4b에 도시된 바와 같이 기판(450) 상의 라인(L)을 따라 노광량의 균일성이 달성된다. In the present invention, output from a plurality of ultraviolet light emitting diode chips in first to third line
다양한 변형예가 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 본 명세서에 기술되고 예시된 구성 및 방법으로 만들어질 수 있으므로, 상기 상세한 설명에 포함되거나 첨부 도면에 도시된 모든 사항은 예시적인 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 예시적인 실시예에 의해 제한되지 않으며, 이하의 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 정해져야 한다.Various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims. It is not. Accordingly, the scope of the present invention should not be limited by the above-described exemplary embodiments, but should be determined only in accordance with the following claims and their equivalents.
100,200,300,400a,400b,400c,400d,400e,400f,400g: 노광 장치
210,310: 라인 광원 211,311,411a,411b,411c: 라인 광원 모듈
212a,212b,212c,212d: 자외선 발광다이오드 칩
212,214: 칩 세트 213; 차폐 부재 213a,213b: 차폐 몸체
215,215a,215b: 원통형 공간 216: 공통 전극
217,217a: 미광 218: 접속 패드 219: 무반사 코팅층
220: 마이크로 렌즈 어레이
222,224,222a,222b,224a,224b: 마이크로 렌즈
230,330: 방열판 302,402: 패턴 이미지 데이터 발생 장치
304: 콘트롤러 340: 투사 렌즈 350,450: 기판
401: 노광 시스템 460: 지지 부재 470: 이송 장치
480: 스테이지 482: 프레임100, 200, 300, 400, 400a, 400b, 400c, 400d, 400e, 400f, 400g:
210, 310: Line
212a, 212b, 212c, and 212d: ultraviolet light-emitting diode chips
212, 214: chip set 213; Shielding
215, 215a, 215b: cylindrical space 216: common electrode
217, 217a: stray light 218: connection pad 219: anti-reflective coating layer
220: Micro lens array
222, 224, 222a, 222b, 224a, 224b:
230, 330
304: controller 340:
401: Exposure system 460: Support member 470:
480: stage 482: frame
Claims (13)
복수의 제 1 자외선 발광다이오드 칩 및 복수의 제 2 자외선 발광다이오드 칩이 2열로 교차 배열되는 제 1 칩 세트;
복수의 제 3 자외선 발광다이오드 칩 및 복수의 제 4 자외선 발광다이오드 칩이 2열로 교차 배열되는 제 2 칩 세트; 및
상기 복수의 제 1 내지 제 4 자외선 발광다이오드 칩의 하부에 제공되며, 상기 복수의 제 1 내지 제 4 자외선 발광다이오드 칩에서 방출되는 빔 중 미광을 차단하기 위한 차폐 부재
를 포함하되,
상기 제 1 칩 세트 및 상기 제 2 칩 세트는 노광 진행 방향으로는 일정 폭만큼 그리고 길이 방향으로는 일정한 제 2 이격 거리만큼 이격된 상태로 병렬로 배열되는
노광 장치용 라인 광원.In the line light source for an exposure apparatus,
A first chip set in which a plurality of first ultraviolet light emitting diode chips and a plurality of second ultraviolet light emitting diode chips are arranged in two rows;
A second chip set in which a plurality of third ultraviolet light emitting diode chips and a plurality of fourth ultraviolet light emitting diode chips are arranged in two rows; And
A plurality of first to fourth ultraviolet light emitting diode chips disposed on the lower surface of the first to fourth ultraviolet light emitting diode chips,
Including but not limited to:
The first chip set and the second chip set are arranged in parallel to be spaced apart by a predetermined width in the exposure progress direction and by a constant second spacing distance in the longitudinal direction.
A line light source for an exposure apparatus.
상기 차폐 부재는 상기 복수의 제 1 내지 제 4 자외선 발광다이오드 칩에서 방출되는 빔이 통과하는 복수의 제 1 내지 제 4 원통형 공간을 구비하는 차폐 몸체로 구현되는 노광 장치용 라인 광원.The method of claim 1,
Wherein the shielding member is implemented as a shielding body having a plurality of first through fourth cylindrical spaces through which the beams emitted from the first through fourth ultraviolet LED chips are passed.
상기 차폐 몸체는 상기 복수의 제 1 내지 제 4 원통형 공간이 형성된 일체형 차폐 몸체인 노광 장치용 라인 광원.The method of claim 2,
Wherein the shielding body is an integral shielding body having the plurality of first to fourth cylindrical spaces formed therein.
상기 차폐 몸체는 상기 복수의 제 1 원통형 공간 및 상기 복수의 제 2 원통형 공간이 별개로 형성되는 제 1 분리형 차폐 몸체, 및 상기 복수의 제 3 원통형 공간 및 상기 복수의 제 4 원통형 공간이 별개로 형성되는 제 2 분리형 차폐 몸체로 이루어지는 노광 장치용 라인 광원.The method of claim 2,
Wherein the shielding body comprises a first separable shield body in which the plurality of first cylindrical spaces and the plurality of second cylindrical spaces are formed separately and a plurality of third cylindrical spaces and the plurality of fourth cylindrical spaces are formed separately And a second separable shielding body which is provided on the first separating shield body.
상기 복수의 제 1 내지 제 4 원통형 공간이 형성된 상기 차폐 몸체의 내부에는 무반사 코팅층이 제공되는 노광 장치용 라인 광원.The method according to any one of claims 2 to 4,
Wherein an anti-reflective coating layer is provided in the shielding body having the plurality of first to fourth cylindrical spaces formed therein.
복수의 제 1 자외선 발광다이오드 칩 및 복수의 제 2 자외선 발광다이오드 칩이 2열로 교차 배열되는 라인 광원;
상기 라인 광원의 하부에 장착되고, 상기 복수의 제 1 및 제 2 자외선 발광다이오드 칩의 중심과 정렬된 상태로 배열되어 상기 라인 광원에서 방출되는 빔을 집속하기 위한 복수의 제 1 및 제 2 마이크로 렌즈로 구성되는 마이크로 렌즈 어레이; 및
상기 복수의 제 1 및 제 2 자외선 발광다이오드 칩과 상기 복수의 제 1 및 제 2 마이크로 렌즈 사이에 제공되며, 상기 복수의 제 1 및 제 2 자외선 발광다이오드 칩에서 방출되는 빔 중 미광을 차단하기 위한 차폐 부재
를 포함하는 노광 장치용 라인 광원 모듈. In the line light source module for an exposure apparatus,
A line light source in which a plurality of first ultraviolet light emitting diode chips and a plurality of second ultraviolet light emitting diode chips are arranged in two rows;
A plurality of first and second micro lenses for focusing a beam emitted from the line light source and arranged in alignment with the centers of the plurality of first and second ultraviolet light emitting diode chips, A microlens array comprising: And
A plurality of first and second ultraviolet light emitting diode chips disposed between the first and second ultraviolet light emitting diode chips and the plurality of first and second micro lenses for blocking stray light among beams emitted from the plurality of first and second ultraviolet light emitting diode chips; Shielding member
Line light source module for exposure apparatus comprising a.
상기 차폐 부재는 상기 복수의 제 1 및 제 2 자외선 발광다이오드 칩에서 방출되는 빔이 통과하는 복수의 제 1 및 제 2 원통형 공간이 형성된 차폐 몸체로 구현되는 노광 장치용 라인 광원 모듈. The method according to claim 6,
Wherein the shielding member is embodied as a shielding body having a plurality of first and second cylindrical spaces through which the beams emitted from the plurality of first and second ultraviolet light emitting diode chips pass.
상기 차폐 몸체는 상기 복수의 제 1 및 제 2 원통형 공간이 형성된 일체형 차폐 몸체인 노광 장치용 라인 광원 모듈. 8. The method of claim 7,
Wherein the shield body is an integral shielding body having the plurality of first and second cylindrical spaces formed therein.
상기 차폐 몸체는 상기 복수의 제 1 원통형 공간 및 상기 복수의 제 2 원통형 공간이 별개로 형성되는 분리형 차폐 몸체인 노광 장치용 라인 광원 모듈.8. The method of claim 7,
Wherein the shielding body is a detachable shield body in which the plurality of first cylindrical spaces and the plurality of second cylindrical spaces are formed separately.
상기 복수의 제 1 및 제 2 원통형 공간이 형성된 상기 차폐 몸체의 내부에는 무반사 코팅층이 제공되는 노광 장치용 라인 광원 모듈.10. The method according to any one of claims 7 to 9,
Wherein an anti-reflective coating layer is provided inside the shielding body in which the plurality of first and second cylindrical spaces are formed.
캐드 데이터(CAD data)에 기초하여 패턴 이미지 데이터를 발생시키는 패턴 이미지 데이터 발생 장치;
상기 패턴 이미지 데이터 발생 장치로부터 전송받은 상기 패턴 이미지 데이터에 대응되는 제어 신호를 출력하는 콘트롤러;
상기 콘트롤러와 연결되며, 상기 제어 신호에 의해 상기 패턴 이미지 데이터에 대응되는 빔을 출력하는 라인 광원, 및 상기 라인 광원의 하부에 장착되며, 상기 빔을 집속하기 위한 마이크로 렌즈 어레이로 구성되는 노광 장치용 라인 광원 모듈; 및
상기 라인 광원 모듈로부터 출력된 빔을 축소하여 기판 상에 결상하여 패턴 이미지를 형성하는 투사 렌즈
를 포함하되,
상기 라인 광원은 복수의 제 1 자외선 발광다이오드 칩 및 복수의 제 2 자외선 발광다이오드 칩이 2열로 교차 배열되고,
상기 마이크로 렌즈 어레이는 상기 복수의 제 1 및 제 2 자외선 발광다이오드 칩의 중심과 정렬된 상태로 배열되는 복수의 제 1 및 제 2 마이크로 렌즈로 구성되며,
상기 복수의 제 1 및 제 2 자외선 발광다이오드 칩과 상기 복수의 제 1 및 제 2 마이크로 렌즈 사이에는 상기 복수의 제 1 및 제 2 자외선 발광다이오드 칩에서 방출되는 빔 중 미광을 차단하기 위한 차폐 부재가 제공되는
패턴 형성용 노광 장치.In the pattern forming exposure apparatus,
A pattern image data generation device for generating pattern image data based on CAD data;
A controller for outputting a control signal corresponding to the pattern image data received from the pattern image data generator;
A line light source connected to the controller for outputting a beam corresponding to the pattern image data by the control signal and a microlens array mounted below the line light source for focusing the beam, A line light source module; And
A projection lens for forming a pattern image by forming a beam on the substrate by reducing a beam outputted from the line light source module,
Including but not limited to:
The line light source includes a plurality of first ultraviolet light emitting diode chips and a plurality of second ultraviolet light emitting diode chips arranged in two rows,
The microlens array is composed of a plurality of first and second microlenses arranged in a state aligned with the centers of the plurality of first and second ultraviolet LED chips,
A shielding member for shielding stray light among the beams emitted from the first and second ultraviolet LED chips is interposed between the plurality of first and second ultraviolet LED chips and the plurality of first and second micro lenses, Provided
An exposure apparatus for forming a pattern.
상기 차폐 부재는 상기 복수의 제 1 및 제 2 자외선 발광다이오드 칩에서 방출되는 빔이 통과하는 복수의 제 1 및 제 2 원통형 공간이 형성된 차폐 몸체로 구현되는 패턴 형성용 노광 장치.12. The method of claim 11,
Wherein the shielding member is embodied as a shielding body having a plurality of first and second cylindrical spaces through which beams emitted from the plurality of first and second ultraviolet LED chips are passed.
상기 복수의 제 1 및 제 2 원통형 공간이 형성된 상기 차폐 몸체의 내부에는 무반사 코팅층이 제공되는 패턴 형성용 노광 장치.13. The method according to claim 11 or 12,
Wherein an anti-reflective coating layer is provided inside the shielding body having the plurality of first and second cylindrical spaces formed therein.
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