KR20130102457A - 노광 방법 및 노광 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 일정 방향으로 이동하면서, 상기 기판 상의 패턴 형성 영역에 포토마스크를 통해 미리 정해진 패턴을 순차 노광하는 노광 방법이며, 상기 기판 상에 상기 패턴을 노광하는 한편, 기판 이동 방향과 교차 방향의 상기 패턴 형성 영역 외에 레이저광을 조사하여, 상기 기판면에 일정 형상의 흠집을 내어 얼라인먼트 마크를 형성하는 단계와, 상기 기판 이동 방향 후방 위치에서 미리 정해진 기준 위치에 대한 상기 얼라인먼트 마크의 기판 이동 방향과 교차 방향으로의 위치 어긋남을 검출하는 단계와, 상기 위치 어긋남을 보정하도록 상기 기판 및 상기 포토마스크를 상대 이동하는 단계와, 상기 패턴의 후속 위치에 다음의 패턴을 노광하는 단계를 실행하는 것이다. 이에 의해, 대형의 무지의 기판에 패턴을 고정밀도이고 또한 저비용으로 노광한다.

Description

노광 방법 및 노광 장치 {EXPOSURE METHOD AND EXPOSURE DEVICE}
본 발명은 무지의 기판을 일정 방향으로 이동하면서 패턴을 순차 노광하는 노광 방법 및 노광 장치에 관한 것으로, 상세하게는, 대형의 무지의 기판에 패턴을 고정밀도이고 또한 저비용으로 노광하려고 하는 노광 방법 및 노광 장치에 관한 것이다.
종래의 이러한 종류의 노광 방법은 노광 위치의 기준이 되는 기준 패턴을 미리 형성한 기준 기판 상에 무지의 피노광체를 포개어 양자를 함께 반송하면서, 피노광체의 상하 어느 한쪽으로부터 촬상 수단에 의해 상기 기준 패턴을 촬상하여 상기 기준 패턴에 미리 설정된 기준 위치를 검출하고, 상기 기준 위치를 기준으로 하여 기판 반송 방향과 직교 방향으로 주사하는 광 빔의 조사 개시 또는 조사 정지의 제어를 행하여 무지의 피노광체 상에 패턴을 순차 형성하도록 되어 있었다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).
일본 특허 출원 공개 제2005-316167호 공보
그러나, 이와 같은 종래의 노광 방법에 있어서는, 기준 패턴을 미리 형성한 기준 기판을 준비할 필요가 있어, 이 기준 기판을 형성하는 수고가 들어, 노광 공정의 비용이 높아질 우려가 있었다.
또한, 피노광체가 대형인 경우에는, 상기 대형의 피노광체에 맞추어 기준 기판도 대형화되고, 결과적으로 대형의 무지의 기판에 기준 패턴을 형성하기 위해 대형의 마스크나 대형의 노광 장치가 필요해져 기준 기판이 고가의 것으로 될 우려가 있었다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점에 대처하여, 대형의 무지의 기판에 패턴을 고정밀도이고 또한 저비용으로 노광하려고 하는 노광 방법 및 노광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 노광 방법은 기판을 일정 방향으로 이동하면서, 상기 기판 상의 패턴 형성 영역에 포토마스크를 통해 미리 정해진 패턴을 순차 노광하는 노광 방법이며, 상기 기판 상에 상기 패턴을 노광하는 한편, 기판 이동 방향과 교차 방향의 상기 패턴 형성 영역 외에 레이저광을 조사하여, 상기 기판면에 일정 형상의 흠집을 내어 얼라인먼트 마크를 형성하는 단계와, 상기 기판 이동 방향 후방 위치에서 미리 정해진 기준 위치에 대한 상기 얼라인먼트 마크의 기판 이동 방향과 교차 방향으로의 위치 어긋남을 검출하는 단계와, 상기 위치 어긋남을 보정하도록 상기 기판 및 상기 포토마스크를 상대 이동하는 단계와, 앞서 노광된 상기 패턴의 후속 위치에 다음의 패턴을 노광하는 단계를 실행하는 것이다.
이와 같은 구성에 의해, 기판을 일정 방향으로 이동하면서, 포토마스크를 통해 기판 상의 패턴 형성 영역에 패턴을 노광하는 한편, 기판 이동 방향과 교차 방향의 상기 패턴 형성 영역 외에 레이저광을 조사하여, 기판면에 일정 형상의 흠집을 내어 얼라인먼트 마크를 형성하고, 기판 이동 방향 후방 위치에서 미리 정해진 기준 위치에 대한 얼라인먼트 마크의 기판 이동 방향과 교차 방향으로의 위치 어긋남을 검출하고, 상기 위치 어긋남을 보정하도록 기판 및 포토마스크를 상대 이동하고, 앞서 노광된 상기 패턴의 후속 위치에 다음의 패턴을 노광한다.
또한, 상기 포토마스크는 상기 기판 이동 방향과 교차 방향의 마스크 패턴 영역 외에, 상기 레이저광을 통과시켜 상기 기판 상에 상기 얼라인먼트 마크를 형성시키는 개구 창을 형성하고, 상기 개구 창의 상기 기판 이동 방향 후방 위치에 상기 얼라인먼트 마크를 검출하기 위한 얼라인먼트용 창을 형성한 것이다. 이에 의해, 포토마스크의 기판 이동 방향과 교차 방향의 마스크 패턴 영역 외에 형성한 개구 창을 통해 레이저광을 기판 상에 조사시켜 얼라인먼트 마크를 형성하고, 상기 개구 창의 기판 이동 방향 후방 위치에 형성한 얼라인먼트용 창을 통해 얼라인먼트 마크를 검출한다.
또한, 상기 포토마스크는 상기 기판 이동 방향과 교차 방향의 마스크 패턴 영역 외에서 노광용 레이저광의 조사 영역 내에 개구 창을 형성하고, 상기 개구 창에 집광 렌즈를 구비하고, 상기 노광용 레이저광에 의해 노광하는 동시에 상기 레이저광을 상기 포토마스크의 집광 렌즈를 통해 상기 기판에 조사하여 상기 얼라인먼트 마크를 형성하는 것이다. 이에 의해, 기판 이동 방향과 교차 방향의 마스크 패턴 영역 외에서 노광용 레이저광의 조사 영역 내에 형성한 포토마스크의 개구 창에 설치한 집광 렌즈로 노광용 레이저광을 기판 상에 집광하여, 얼라인먼트 마크를 형성한다.
또한, 상기 포토마스크는 상기 기판 이동 방향과 교차 방향으로 복수의 단위 마스크를 번갈아 배열한 것이고, 상기 얼라인먼트 마크의 위치 어긋남 보정 단계에 있어서, 상기 각 단위 마스크의 인접 단부에 형성한 마스크간 얼라인먼트 마크를 검출하여 각 단위 마스크의 배열 피치가 일정값으로 되도록 각 단위 마스크의 위치 조정을 하는 것이다. 이에 의해, 기판 이동 방향과 교차 방향으로 번갈아 배열한 복수의 단위 마스크의 인접 단부에 형성한 마스크간 얼라인먼트 마크를 검출하여, 각 단위 마스크의 배열 피치가 일정값으로 되도록 각 단위 마스크의 위치를 조정하면서 노광한다.
또한, 본 발명에 의한 노광 장치는 기판을 일정 방향으로 이동하면서, 상기 기판 상의 패턴 형성 영역에 포토마스크를 통해 미리 정해진 패턴을 순차 노광하는 노광 장치이며, 상기 기판 상에 포토마스크를 통해 광원광을 조사하여 노광시키는 노광용 광원과, 상기 기판에 레이저광을 조사하여 기판 이동 방향과 교차 방향의 상기 패턴 형성 영역 외의 기판면에 일정 형상의 흠집을 내어 얼라인먼트 마크를 형성하는 레이저 광원과, 상기 기판 이동 방향 후방 위치에서 미리 정해진 기준 위치에 대한 상기 얼라인먼트 마크의 기판 이동 방향과 교차 방향으로의 위치 어긋남을 검출하고, 상기 위치 어긋남을 보정하도록 상기 기판 및 상기 포토마스크를 상대 이동하여 노광의 위치 어긋남을 보정하는 얼라인먼트 수단을 구비한 것이다.
이와 같은 구성에 의해, 기판을 일정 방향으로 이동하면서, 상기 기판 상에 노광용 광원으로부터 포토마스크를 통해 광원광을 조사하여 상기 기판 상의 패턴 형성 영역에 패턴을 노광하는 한편, 레이저 광원으로부터 기판에 레이저광을 조사하여 기판 이동 방향과 교차 방향의 상기 패턴 형성 영역 외의 기판면에 일정 형상의 흠집을 내어 얼라인먼트 마크를 형성하고, 얼라인먼트 수단에 의해 기판 이동 방향 후방 위치에서 미리 정해진 기준 위치에 대한 상기 얼라인먼트 마크의 기판 이동 방향과 교차 방향으로의 위치 어긋남을 검출하고, 상기 위치 어긋남을 보정하도록 기판 및 포토마스크를 상대 이동하여 노광의 위치 어긋남을 보정하고, 앞서 노광된 상기 패턴의 후속 위치에 다음의 패턴을 노광한다.
또한, 상기 포토마스크는 상기 기판 이동 방향과 교차 방향의 마스크 패턴 영역 외에, 상기 레이저광을 통과시켜 상기 기판 상에 상기 얼라인먼트 마크를 형성시키는 개구 창을 형성하고, 상기 개구 창의 상기 기판 이동 방향 후방 위치에 상기 얼라인먼트 마크를 검출하기 위한 얼라인먼트용 창을 형성한 것이다. 이에 의해, 포토마스크의 기판 이동 방향과 교차 방향의 마스크 패턴 영역 외에 형성한 개구 창을 통해 레이저광을 기판 상에 조사시켜 얼라인먼트 마크를 형성하고, 상기 개구 창의 기판 이동 방향 후방 위치에 형성한 얼라인먼트용 창을 통해 얼라인먼트 마크를 검출한다.
또한, 상기 포토마스크는 상기 기판 이동 방향과 교차 방향의 마스크 패턴 영역 외에서 노광용 레이저광의 조사 영역 내에 개구 창을 형성하고, 상기 개구 창에 집광 렌즈를 구비하고, 상기 노광용 광원과 레이저 광원은 동일한 파장의 레이저광을 방사하는 하나의 펄스 레이저 광원이고, 상기 펄스 레이저 광원으로부터 방사되는 레이저광에 의해 노광하는 동시에 상기 레이저광을 상기 포토마스크의 집광 렌즈를 통해 상기 기판에 조사하여, 상기 얼라인먼트 마크를 형성한다. 이에 의해, 기판 이동 방향과 교차 방향의 마스크 패턴 영역 외에서 노광용 레이저광의 조사 영역 내에 형성한 포토마스크의 개구 창에 설치한 집광 렌즈로 노광용 레이저광을 기판 상에 집광하여, 얼라인먼트 마크를 형성한다.
그리고, 상기 포토마스크는 상기 기판 이동 방향과 교차 방향으로 복수의 단위 마스크를 번갈아 배열한 것이고, 상기 각 단위 마스크의 인접 단부에 형성한 마스크간 얼라인먼트 마크를 검출하여 각 단위 마스크의 배열 피치가 일정값으로 되도록 각 단위 마스크의 위치 조정을 하는 단위 마스크 얼라인먼트 수단을 더 구비한 것이다. 이에 의해, 기판 이동 방향과 교차 방향으로 번갈아 배열한 복수의 단위 마스크의 인접 단부에 형성한 마스크간 얼라인먼트 마크를 단위 마스크 얼라인먼트 수단에 의해 검출하여, 각 단위 마스크의 배열 피치가 일정값으로 되도록 각 단위 마스크의 위치를 조정한다.
청구항 1 또는 청구항 5에 관한 발명에 따르면, 포토마스크를 통해 노광하는 한편, 기판 이동 방향과 교차 방향의 패턴 형성 영역 외에 형성된 얼라인먼트 마크를 기준으로 노광 위치의 조정을 하여 다음의 노광을 실행하고 있으므로, 기판이 무지여도 노광 패턴을 위치 정밀도 양호하게 순차 접속하여 행할 수 있다. 또한, 종래 기술과 같은 기준 패턴을 미리 형성한 기준 기판을 준비할 필요가 없으므로, 대형의 무지의 기판이어도 패턴을 고정밀도이고 또한 저비용으로 노광할 수 있다.
또한, 청구항 2 또는 6에 관한 발명에 따르면, 하나 전에 노광된 노광 패턴과 포토마스크의 마스크 패턴의 위치 정렬을 보다 고정밀도로 행할 수 있어, 각 노광 패턴의 접속 정밀도를 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 청구항 3 또는 7에 관한 발명에 따르면, 집광 렌즈를 설치함으로써 기판 상에 조사하는 광의 에너지 밀도를 늘릴 수 있다. 따라서, 노광용 광원으로서 레이저 광원을 사용하면, 노광용 레이저광의 일부를 기판 상에 집광하여 얼라인먼트 마크의 형성에 사용할 수 있다. 이에 의해, 광원을 노광용 레이저 광원의 하나로 할 수 있어, 장치를 간소화할 수 있다.
그리고, 청구항 4 또는 8에 관한 발명에 따르면, 형상이 작은 복수의 단위 마스크를 사용하여 대형의 기판에 노광할 수 있다. 따라서, 포토마스크의 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 노광 장치의 제1 실시 형태를 도시하는 정면도이다.
도 2는 상기 제1 실시 형태에 사용하는 포토마스크를 도시하는 평면도이다.
도 3은 제어 수단의 개략 구성을 도시하는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 노광 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 노광 방법에 의한 노광을 도시하는 설명도이다.
도 6은 본 발명에 의한 노광 장치의 제2 실시 형태를 도시하는 도면으로, 포토마스크의 일구성예를 도시한 평면도이다.
도 7은 개구 창 및 얼라인먼트용 창을 마스크 스테이지에 설치한 예를 도시하는 평면도로, (a)는 노광용 광의 조사 영역 내에 상기 개구 창을 설치한 예이고, (b)는 노광용 광의 조사 영역 외에 상기 개구 창을 설치한 예이다.
도 8은 도 7의 마스크 스테이지를 사용한 노광을 도시하는 설명도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 첨부 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명에 의한 노광 장치의 제1 실시 형태를 도시하는 정면도이다. 이 노광 장치는 무지의 기판으로서의 필름(1)을 일정 방향으로 이동하면서 패턴을 순차 노광하는 것으로, 공급 릴(2)과, 권취 릴(3)과, 레이저 광원(4)과, 포토마스크(5)와, 얼라인먼트 수단(6)과, 제어 수단(7)을 구비하여 구성되어 있다.
상기 공급 릴(2)은, 예를 들어 장척의 필름(1)을 권취한 것으로, 공급측 회전축(8)에 회전 가능하게 보유 지지되어 있다. 또한, 공급측 회전축(8)에는 회전을 규제하는 도시 생략의 브레이크가 설치되어 있고, 필름(1)에 일정한 장력을 부여하기 위해 백 텐션이 가해지도록 되어 있다.
상기 공급측 회전축(8)과 수평 방향으로 소정 거리만큼 이격되어 평행하게 설치된 권취측 회전축(9)에는 권취 릴(3)이 회전 가능하게 보유 지지되어 있다. 이 권취 릴(3)은 공급 릴(2)로부터 공급되는 필름(1)을 권취하는 것으로, 권취측 회전축(9)에 회전축을 연결하여 구비한 권취 모터(10)에 의해 회전하도록 되어 있다.
또한, 상기 공급 릴(2)과 권취 릴(3) 사이에는, 한 쌍의 가이드 폴(11)이 설치되어 있고, 필름(1)을 수평으로 지지할 수 있도록 되어 있다.
상기 한 쌍의 가이드 폴(11) 사이에 수평으로 걸쳐진 필름(1)의 상방에는 레이저 광원(4)이 설치되어 있다. 이 레이저 광원(4)은 파장이 약 355㎚인 노광용 레이저광 L을 방사하는 펄스 레이저 광원이다. 그리고, 레이저 광원(4)의 레이저광 L의 진행 방향 하류측에는 커플링 광학 부재(12)가 배치되어 있고, 레이저광 L의 광속 직경을 확대하는 동시에 강도 분포를 균일화한 후, 평행광을 후술하는 포토마스크(5)에 조사할 수 있도록 되어 있다. 또한, 레이저 광원(4) 대신에 파장이 313㎚인 수은 램프나 크세논 플래시 램프를 사용해도 되지만, 이하의 설명에 있어서는 노광용 광원이 레이저 광원(4)인 경우에 대해 서술한다.
상기 레이저 광원(4)의 광축 상에는 한 쌍의 가이드 폴(11) 사이에 수평으로 걸쳐진 필름(1)에 근접 대향하여 포토마스크(5)가 설치되어 있다. 이 포토마스크(5)는, 도 2에 도시한 바와 같이 필름(1) 상에 형성되는 노광 패턴의 원판이 되는 것으로, 대략 중앙부에 노광 패턴에 대응한 마스크 패턴의 개구를 형성한 마스크 패턴 영역(13)을 구비하고, 도 1에 있어서 화살표 X로 나타내는 필름(1)의 이동 방향(이하, 「X방향」이라고 함)과 교차 방향(이하, 「Y방향」이라고 함)에 평행한 마스크 패턴 영역(13)의 중심선 상에서 상기 마스크 패턴 영역(13) 외이고 또한 상기 노광용 레이저광 L의 조사 영역(14) 내에 개구 창(15)을 형성하고, 상기 개구 창(15)에 집광 렌즈(16)를 설치하여 레이저광 L을 필름(1) 상에 집광하여, 필름(1) 상에 일정 형상의 흠집을 내어 얼라인먼트 마크(17)(도 5 참조)를 형성할 수 있도록 되어 있다. 또한, 상기 개구 창(15)의 X방향 후방에는 개구 창(15)의 중심으로부터 거리 D만큼 이격되어 얼라인먼트용 창(18)을 형성하고 있다. 이 경우, 개구 창(15)과 얼라인먼트용 창(18)의 간격 D는 마스크 패턴 영역(13)의 X방향의 폭 W 이하(D≤W)로 설정된다. 이에 의해, 노광 패턴을 X방향으로 연속해서 연결하여 형성할 수 있다. 그리고, 포토마스크(5)는 Y방향으로 이동 가능하게 형성된 마스크 스테이지(19)에 의해 보유 지지되어 있다.
상기 포토마스크(5)와 필름(1)을 Y방향으로 상대 이동 가능하게 얼라인먼트 수단(6)이 설치되어 있다. 이 얼라인먼트 수단(6)은 노광의 위치 어긋남을 보정하기 위한 것으로, 촬상 수단(20)과, 마스크 스테이지 구동 수단(21)을 구비하고 있다. 또한, 도 1에 있어서 부호 29는 평면 반사 미러이다.
상기 촬상 수단(20)은 필름(1) 상에 형성된 상기 얼라인먼트 마크(17)를 촬상하는 것으로, CCD 카메라이고, 포토마스크(5)의 얼라인먼트용 창(18)의 중심에 시야 중심을 합치시켜 배치되어 있다. 또한, 상기 마스크 스테이지 구동 수단(21)은 마스크 스테이지(19)를 Y방향으로 이동시키는 것으로, 스테핑 모터와 기어를 조합하여 구성한 것이나, 전자기 액추에이터나, 리니어 모터 등이다.
상기 권취 모터(10), 레이저 광원(4), 촬상 수단(20) 및 마스크 스테이지 구동 수단(21)에 전기적으로 결선하여 제어 수단(7)이 설치되어 있다. 이 제어 수단(7)은 필름(1)의 이동 오차에 의한 상기 얼라인먼트 마크(17)의 Y방향으로의 위치 어긋남량을 산출하고, 이를 보정하도록 상기 포토마스크(5)를 이동시키는 것으로, 도 3에 도시한 바와 같이 화상 처리부(22)와, 연산부(23)와, 메모리(24)와, 모터 구동 제어부(25)와, 광원 구동부(26)와, 마스크 스테이지 구동 제어부(27)와, 제어부(28)를 구비하고 있다.
상기 화상 처리부(22)는 촬상 수단(20)으로 촬상된 얼라인먼트 마크(17)의 화상을 처리하여, 예를 들어 얼라인먼트 마크(17)의 중심 위치를 검출하는 것이다. 또한, 상기 연산부(23)는 얼라인먼트용 창(18)의 중심(기준 위치)과 얼라인먼트 마크(17)의 중심 사이의 위치 어긋남량을 연산하는 것이다. 또한, 상기 메모리(24)는 상기 얼라인먼트 마크(17)의 중심 위치나 상기 연산 결과 등을 기억하는 것이다. 또한, 상기 모터 구동 제어부(25)는 모터의 회전 속도나 구동 및 정지의 제어를 하는 것이다. 또한, 상기 광원 구동부(26)는 레이저 광원(4)의 파워, 발진 주파수, 점등 및 소등의 제어를 하는 것이다. 또한, 상기 마스크 스테이지 구동 제어부(27)는 마스크 스테이지 구동 수단(21)의 구동을 제어하여 마스크 스테이지(19)의 이동 방향 및 이동량을 제어하는 것이다. 그리고, 상기 제어부(28)는 장치 전체가 적절하게 구동하도록 상기 각 요소의 구동을 제어하는 것이다.
다음에, 이와 같이 구성된 노광 장치의 동작 및 상기 노광 장치를 사용하여 행하는 노광 방법에 대해, 도 4를 참조하여 설명한다.
우선, 공급 릴(2)로부터 표면에 감광재를 도포한 필름(1)을 인출하여 한 쌍의 가이드 폴(11)에 수평으로 걸친 후, 선단부를 권취 릴(3)의 축에 고정한다.
이 상태에서, 스텝 S1에 있어서는, 모터 구동 제어부(25)에 의해 권취 모터(10)를 구동하여 필름(1)을 X방향으로 일정 속도로 권취한다.
다음에, 스텝 S2에 있어서는, 광원 구동부(26)를 구동하여 레이저 광원(4)을 일정 시간만 점등시켜, 포토마스크(5)에 노광용 레이저광 L을 조사한다. 이 노광용 레이저광 L은 포토마스크(5)의 마스크 패턴의 개구를 통과하여 필름(1) 상에 조사하여, 필름(1) 상에 상기 마스크 패턴에 대응한 패턴을 노광한다. 동시에, 상기 노광용 레이저광 L의 일부는 포토마스크(5)의 개구 창(15)을 통과한 후, 집광 렌즈(16)에 의해 필름(1) 상에 집광되어, 필름(1) 상에 일정 형상의 흠집을 내어 얼라인먼트 마크(17)를 형성한다.
스텝 S3에 있어서는, 필름(1)이 거리 D만큼 이동하여 필름(1) 상에 형성된 상기 얼라인먼트 마크(17)가 포토마스크(5)의 얼라인먼트용 창(18)의 바로 아래에 도달하면, 상기 얼라인먼트용 창(18)을 통해 촬상 수단(20)에 의해 상기 얼라인먼트 마크(17)가 촬상된다. 이 촬상 화상은 화상 처리부(22)에 있어서 화상 처리되어, 얼라인먼트 마크(17)의 중심 위치가 검출된다. 그리고, 연산부(23)에 있어서는, 얼라인먼트용 창(18)의 중심(기준 위치)에 대한 얼라인먼트 마크(17)의 중심의 Y방향의 위치 어긋남량이 연산된다.
스텝 S4에 있어서는, 마스크 스테이지 구동 제어부(27)에 의해 마스크 스테이지 구동 수단(21)을 구동하여 마스크 스테이지(19)의 이동 방향 및 이동량을 제어하여, 상기 위치 어긋남량이 대략 0으로 되도록 포토마스크(5)를 Y방향으로 이동한다.
스텝 S5에 있어서는, 필름(1)에 대한 모든 노광이 종료되었는지 여부가 판정된다. 여기서, "아니오" 판정인 경우에는, 스텝 S2로 돌아가 다음의 노광이 실행되고, 동시에 얼라인먼트 마크(17)가 형성된다. 그리고, 스텝 S5에 있어서, "예" 판정으로 될 때까지 스텝 S2 내지 S5가 실행된다. 이에 의해, 필름(1) 상에는, 도 5에 도시한 바와 같이 패턴(30)이 X방향으로 연속적으로 연결되어 노광되게 된다.
또한, 상기 제1 실시 형태에 있어서는, 필름(1)을 연속적으로 이동하면서 노광하는 경우에 대해 설명하였지만, 필름(1)이 거리 D만큼 이동할 때마다 필름(1)을 일단 정지시키고, 이 정지 상태에서 위치 어긋남 보정 및 노광을 한다고 하는 스텝 노광을 실시해도 된다. 이에 의해, 패턴(30)을 필름(1)의 이동 방향에 의해 고정밀도로 연결할 수 있다.
또한, 상기 제1 실시 형태에 있어서는, 개구 창(15), 집광 렌즈(16) 및 얼라인먼트용 창(18)을 포토마스크(5)의 양단부에 설치한 경우에 대해 설명하였지만, 한쪽의 단부측에만 설치해도 된다. 또한, 개구 창(15) 및 집광 렌즈(16)는 마스크 패턴 영역(13)의 Y방향의 외측 부분이면, Y방향에 평행한 마스크 패턴 영역(13)의 중심선 상 이외의 어떤 위치에 설치되어도 된다.
또한, 상기 제1 실시 형태에 있어서는, 1매의 포토마스크(5)에 의해 노광하는 경우에 대해 설명하였지만, X방향으로 선후하여 복수매의 포토마스크(5)를 배치하여, 선두측의 포토마스크(5)에 의한 노광 패턴 사이를 후속의 포토마스크(5)에 의해 보완하여 노광하도록 해도 된다.
그리고, 상기 제1 실시 형태에 있어서는, 포토마스크(5)를 Y방향으로 이동하여 노광의 위치 어긋남 보정을 하는 경우에 대해 설명하였지만, 필름(1)측을 Y방향으로 이동해도 되고, 양자를 이동해도 된다.
다음에, 본 발명에 의한 노광 장치의 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 여기에서는, 제1 실시 형태와 다른 부분에 대해 설명한다.
이 제2 실시 형태에 있어서는, 포토마스크(5)가 Y방향으로 복수의 단위 마스크를 X방향에서 볼 때 인접 단부가 겹치도록 번갈아 일정 간격으로 배열한 것이고, 상기 각 단위 마스크의 인접 단부에 형성한 마스크간 얼라인먼트 마크를 검출하여 각 단위 마스크의 배열 피치가 일정값으로 되도록 각 단위 마스크의 위치 조정을 하는 단위 마스크 얼라인먼트 수단을 더 구비한 것이다.
구체적으로는, 상기 포토마스크(5)는, 도 6에 도시한 바와 같이 최측단부의 단위 마스크(31s)의 외측 단부에 상기 개구 창(15), 집광 렌즈(16) 및 얼라인먼트용 창(18)을 설치하고, 중앙측 단부에 마스크간 얼라인먼트 마크(32)(도 6 중 △로 나타냄)를 형성하고, 2번째 이후 짝수 번째에 배열된 각 단위 마스크(31e)의 도 6에 있어서 상측 단부에 상기 마스크간 얼라인먼트 마크(32)에 대응하여 마스크간 얼라인먼트용 창(33)을 형성한 창용 부재(34)를 미리 정해진 위치에 위치 결정하여 접합하고, 하측 단부에 상기와 동일한 마스크간 얼라인먼트 마크(32)를 형성하고, 3번째 이후 홀수 번째에 배열된 각 단위 마스크(31o)의 도 6에 있어서 상측 단부에 상기 짝수번째의 단위 마스크(31e)에 형성된 마스크간 얼라인먼트 마크(32)에 대응하여 마스크간 얼라인먼트용 창(33)을 형성한 창용 부재(34)를 미리 정해진 위치에 위치 결정하여 접합하고, 하측 단부에 상기와 동일한 마스크간 얼라인먼트 마크(32)를 형성하고, 대응하는 마스크간 얼라인먼트 마크(32)와 마스크간 얼라인먼트용 창(33)이 상하로 겹치도록 각 단위 마스크(31s, 31e, 31o)를 배열한 것이다. 이 경우, 각 단위 마스크(31s, 31e, 31o)에 대응하여 복수의 레이저 광원(4)이 설치되게 된다.
또한, 각 단위 마스크(31s, 31e, 31o)는 각각 개별의 단위 마스크 스테이지(도시 생략)에 의해 Y방향으로 이동 가능하게 보유 지지되어 있다. 또한, 상기 각 창용 부재(34)의 상방에는 각각 마스크간 얼라인먼트 마크(32)를 촬상하는 카메라가 설치되어 있다. 그리고, 상기 단위 마스크 스테이지와 카메라에 의해 단위 마스크 얼라인먼트 수단을 구성하고 있다.
이와 같이 구성한 것에 의해, 상기 제2 실시 형태에 있어서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 최측단부의 단위 마스크(31s)에 형성한 개구 창(15) 및 집광 렌즈(16)를 통해 노광용 레이저광 L을 필름(1) 상에 집광하여, 필름(1) 상에 얼라인먼트 마크(17)를 형성하고, 얼라인먼트용 창(18)을 통해 얼라인먼트 마크(17)의 Y방향으로의 위치 어긋남량을 검출한 후, 최측단부의 단위 마스크(31s)를 Y방향으로 이동하여 상기 위치 어긋남량을 보정한다. 이때, 상기 카메라에 의해 촬상하고, 마스크간 얼라인먼트 마크(32)의 중심이 각 마스크간 얼라인먼트용 창(33)의 중심에 합치하도록 2번째 이후의 각 단위 마스크(31e, 31o)를 Y방향으로 이동하여, 각 단위 마스크(31s, 31e, 31o)의 배열 피치를 일정값으로 유지한다.
이와 같이 제2 실시 형태에 따르면, 크기가 작은 단위 마스크(31s, 31e, 31o)를 Y방향으로 복수 배열함으로써, 폭이 넓은 무지의 필름(1)에 대해서도 패턴을 위치 정밀도 양호하게 노광할 수 있다.
또한, 도 6에 도시한 바와 같이, 2개의 마스크간 얼라인먼트 마크(32) 및 마스크간 얼라인먼트용 창(33)을 Y방향으로 배열하여 설치하면, 2개의 마스크간 얼라인먼트 마크(32)의 X방향으로의 위치 어긋남량의 차로부터 단위 마스크(31s, 31e, 31o)의 X방향에 대한 기울기각 θ를 계측할 수 있어, 단위 마스크(31s, 31e, 31o)의 기울기 보정도 행할 수 있다. 이에 의해, 노광 패턴의 위치 정밀도를 보다 향상시킬 수 있다. 이 경우, 단위 마스크(31s)의 단위 마스크 스테이지에는 기울기 보정의 기능이 구비되어 있지 않아도 된다.
또한, 각 단위 마스크(31)의 인접 단부의 겹침량을 미리 크게 해 두고, 마스크간 얼라인먼트 마크(32)의 Y방향으로의 이동량을 계측 가능하게 해 두면, 배열의 중앙에 위치하는 단위 마스크(31)를 중심으로 각 단위 마스크(31)를 Y방향으로 각각 일정량만큼 이동하여 노광 영역의 폭을 넓힐 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 실시 형태에 있어서는, 노광용 레이저 광원(4)으로부터 방사되는 레이저광 L을 필름(1) 상에 집광하여 얼라인먼트 마크(17)를 형성하는 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 얼라인먼트 마크 전용의 레이저 광원을 별도로 설치해도 된다. 이 경우에는, 포토마스크(5)의 개구 창(15)에 집광 렌즈(16)를 설치할 필요는 없고, 또한 노광용 광원으로서는, 레이저 광원으로 한정되지 않고 수은 램프나 크세논 램프 등이어도 된다. 또한, 노광용 레이저 광원(4)과 얼라인먼트 마크 전용의 레이저 광원은 방사하는 레이저광의 파장이 달라도 된다.
또한, 상기 제1 및 제2 실시 형태에 있어서는, 포토마스크(5)에 얼라인먼트용 창(18)을 설치하고, 또한 단위 마스크(31s, 31e, 31o)에 마스크간 얼라인먼트용 창(33)을 설치한 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 얼라인먼트용 창 대신에 얼라인먼트 마크를 설치해도 된다.
또한, 상기 제1 및 제2 실시 형태에 있어서는, 개구 창(15), 집광 렌즈(16) 및 얼라인먼트용 창(16)을 포토마스크(5)에 설치한 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 도 7에 도시한 바와 같이 포토마스크(5)를 위치 결정하여 보유 지지하는 마스크 스테이지(19)측에 설치해도 된다. 이 경우, 개구 창(15)은 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이 노광용 레이저광 L의 조사 영역(14) 내, 또는 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이 조사 영역(14) 외 중 어느 곳에 설치되어도 좋다. 개구 창(15)을 노광용 레이저광 L의 조사 영역(14) 내에 설치했을 때에는, 개구 창(15)에 집광 렌즈(16)를 설치하여 얼라인먼트 마크(17)의 형성을 노광용 레이저 광원(4)으로 겸용할 수 있다[도 7의 (a) 참조]. 또한, 개구 창(15)을 노광용 레이저광 L의 조사 영역(14) 외에 설치했을 때에는, 얼라인먼트 마크(17) 형성용 전용의 레이저 광원을 구비하면 된다. 이 경우, 집광 렌즈(16)는 없어도 된다[도 7의 (b) 참조].
도 7에 도시하는 마스크 스테이지(19)를 사용한 노광은, 도 8에 도시한 바와 같이, 필름(1) 상에 포토마스크(5)의 마스크 패턴을 통해 패턴(30)을 노광하는 한편, Y방향의 패턴 형성 영역 외에 마스크 스테이지(19)의 개구 창(15)을 통해 레이저광을 조사하여, 필름(1)의 면 상에 일정 형상의 흠집을 내어 얼라인먼트 마크(17)를 형성하고, X방향 후방 위치에서 미리 정해진 기준 위치[예를 들어, 얼라인먼트용 창(18)의 중심 위치]에 대한 얼라인먼트 마크(17)의 Y방향으로의 위치 어긋남을 검출하고, 이 위치 어긋남을 보정하도록 마스크 스테이지(19)를 포토마스크(5)와 일체적으로 Y방향으로 이동하고, 하나 전에 노광된 패턴(30)에 접속하여 다음의 패턴(30)을 노광한다. 이를 반복해서 실행함으로써, 패턴(30)을 위치 정밀도 양호하게 접속하여 노광할 수 있다.
그리고, 이상의 설명에 있어서는, 기판이 필름(1)인 경우에 대해 서술하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 기판은 판형상의 부재나 프린트 기판 등이어도 된다.
1 : 필름(기판)
4 : 레이저 광원(노광용 광원)
5 : 포토마스크
6 : 얼라인먼트 수단
13 : 마스크 패턴 영역
14 : 노광용 레이저광의 조사 영역
15 : 개구 창
16 : 집광 렌즈
17 : 얼라인먼트 마크
18 : 얼라인먼트용 창
30 : 노광 패턴
31, 31s, 31e, 31o : 단위 마스크
32 : 마스크간 얼라인먼트 마크
L : 레이저광

Claims (8)

  1. 기판을 일정 방향으로 이동하면서, 상기 기판 상의 패턴 형성 영역에 포토마스크를 통해 미리 정해진 패턴을 순차 노광하는 노광 방법이며,
    상기 기판 상에 상기 패턴을 노광하는 한편, 기판 이동 방향과 교차 방향의 상기 패턴 형성 영역 외에 레이저광을 조사하여, 상기 기판면에 일정 형상의 흠집을 내어 얼라인먼트 마크를 형성하는 단계와,
    상기 기판 이동 방향 후방 위치에서 미리 정해진 기준 위치에 대한 상기 얼라인먼트 마크의 기판 이동 방향과 교차 방향으로의 위치 어긋남을 검출하는 단계와,
    상기 위치 어긋남을 보정하도록 상기 기판 및 상기 포토마스크를 상대 이동하는 단계와,
    앞서 노광된 상기 패턴의 후속 위치에 다음의 패턴을 노광하는 단계를 실행하는 것을 특징으로 하는, 노광 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 포토마스크는 상기 기판 이동 방향과 교차 방향의 마스크 패턴 영역 외에, 상기 레이저광을 통과시켜 상기 기판 상에 상기 얼라인먼트 마크를 형성시키는 개구 창을 형성하고, 상기 개구 창의 상기 기판 이동 방향 후방 위치에 상기 얼라인먼트 마크를 검출하기 위한 얼라인먼트용 창을 형성한 것을 특징으로 하는, 노광 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 포토마스크는 상기 기판 이동 방향과 교차 방향의 마스크 패턴 영역 외에서 노광용 레이저광의 조사 영역 내에 개구 창을 형성하고, 상기 개구 창에 집광 렌즈를 구비하고,
    상기 노광용 레이저광에 의해 노광하는 동시에 상기 레이저광을 상기 포토마스크의 집광 렌즈를 통해 상기 기판에 조사하여 상기 얼라인먼트 마크를 형성하는 것을 특징으로 하는, 노광 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포토마스크는 상기 기판 이동 방향과 교차 방향으로 복수의 단위 마스크를 번갈아 배열한 것이고,
    상기 얼라인먼트 마크의 위치 어긋남 보정 단계에 있어서, 상기 각 단위 마스크의 인접 단부에 형성한 마스크간 얼라인먼트 마크를 검출하여 각 단위 마스크의 배열 피치가 일정값으로 되도록 각 단위 마스크의 위치 조정을 하는 것을 특징으로 하는, 노광 방법.
  5. 기판을 일정 방향으로 이동하면서, 상기 기판 상의 패턴 형성 영역에 포토마스크를 통해 미리 정해진 패턴을 순차 노광하는 노광 장치이며,
    상기 기판 상에 포토마스크를 통해 광원광을 조사하여 노광시키는 노광용 광원과,
    상기 기판에 레이저광을 조사하여 기판 이동 방향과 교차 방향의 상기 패턴 형성 영역 외의 기판면에 일정 형상의 흠집을 내어 얼라인먼트 마크를 형성하는 레이저 광원과,
    상기 기판 이동 방향 후방 위치에서 미리 정해진 기준 위치에 대한 상기 얼라인먼트 마크의 기판 이동 방향과 교차 방향으로의 위치 어긋남을 검출하고, 상기 위치 어긋남을 보정하도록 상기 기판 및 상기 포토마스크를 상대 이동하여 노광의 위치 어긋남을 보정하는 얼라인먼트 수단을 구비한 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 포토마스크는 상기 기판 이동 방향과 교차 방향의 마스크 패턴 영역 외에, 상기 레이저광을 통과시켜 상기 기판 상에 상기 얼라인먼트 마크를 형성시키는 개구 창을 형성하고, 상기 개구 창의 상기 기판 이동 방향 후방 위치에 상기 얼라인먼트 마크를 검출하기 위한 얼라인먼트용 창을 형성한 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 포토마스크는 상기 기판 이동 방향과 교차 방향의 마스크 패턴 영역 외에서 노광용 레이저광의 조사 영역 내에 개구 창을 형성하고, 상기 개구 창에 집광 렌즈를 구비하고,
    상기 노광용 광원과 레이저 광원은 동일한 파장의 레이저광을 방사하는 하나의 펄스 레이저 광원이고,
    상기 펄스 레이저 광원으로부터 방사되는 레이저광에 의해 노광하는 동시에 상기 레이저광을 상기 포토마스크의 집광 렌즈를 통해 상기 기판에 조사하여, 상기 얼라인먼트 마크를 형성하는 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포토마스크는 상기 기판 이동 방향과 교차 방향으로 복수의 단위 마스크를 번갈아 배열한 것이고,
    상기 각 단위 마스크의 인접 단부에 형성한 마스크간 얼라인먼트 마크를 검출하여 각 단위 마스크의 배열 피치가 일정값으로 되도록 각 단위 마스크의 위치 조정을 하는 단위 마스크 얼라인먼트 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
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