KR20230135422A - 디지털 노광 시스템 - Google Patents

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KR20230135422A
KR20230135422A KR1020220032884A KR20220032884A KR20230135422A KR 20230135422 A KR20230135422 A KR 20230135422A KR 1020220032884 A KR1020220032884 A KR 1020220032884A KR 20220032884 A KR20220032884 A KR 20220032884A KR 20230135422 A KR20230135422 A KR 20230135422A
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장원석
이원섭
조현민
김기홍
임형준
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한국기계연구원
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 노광 시스템은 기판에 광을 조사하는 광원; 상기 광원에서 출사된 광을 선택적으로 투과시켜 2차원 패턴 이미지를 형성하는 디지털 미러 소자; 상기 2차원 패턴 이미지를 1차원 패턴 이미지로 변조하는 광학계; 상기 기판의 위치를 조절하여 상기 기판 위의 감광막에 상기 1차원 패턴 이미지를 연속적으로 스캔 노광하는 기판 스캐너를 포함하고, 상기 2차원 패턴 이미지는 상기 기판의 스캔 방향에 수평한 방향으로는 균일한 이미지를 가지고, 상기 기판의 스캔 방향에 수직한 방향으로는 목표 패턴의 이미지를 가진다.

Description

디지털 노광 시스템{DIGITAL EXPOSURE SYSTEM}
본 발명은 디지털 노광 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디지털 미러 소자를 이용한 디지털 노광 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 디지털 노광 공정은 포토 노광 공정(photolithography)의 한 종류로서, 마스크 없이 원하는 패턴을 감광재(photoresist)에 제조하는 기술이다. 이러한 디지털 노광 공정은 디지털 장치가 패턴 이미지를 재생하고, 이미징 광학계를 이용하여 패턴 이미지를 기판에 투영하며, 이때 기판에 코팅된 감광재가 감광되어 패턴을 제작한다. 이 때, 패턴 이미지의 크기가 기판의 크기보다 작기 때문에, 기판의 위치마다 패턴 이미지를 바꾸어 가면서 노광 공정을 진행하여 기판 전체에 원하는 패턴을 제조한다.
디지털 미러 소자(digital mirror device, DMD) 또는 공간 광 변조기(spatial light modulator, SLM)와 같은 디지털 장치를 이용한 디지털 노광 시스템은 디지털 미러 소자(DMD)에 의해 형성된 2차원 패턴 이미지를 광학계를 통해 기판 위로 투영시켜 노광 공정을 진행한다. 따라서, 디지털 미러 소자(DMD)를 이용한 디지털 노광 시스템은 2차원 패턴 이미지를 한 번에 노광할 수 있다는 장점으로 인해 스텝 앤 리피트(step & repeat)방식의 노광 공정에 최적화되어 있으며, 3D 프린터 등에 활발하게 적용되고 있다.
그러나, 디지털 미러 소자(DMD)를 이용한 디지털 노광 시스템은 2차원 패턴 이미지를 한 번에 노광하기 때문에, 스캔 방식의 노광 공정에는 적합하지 않다. 롤투롤 노광 공정은 유연 기판을 연속 생산하기 위한 노광 방식으로, 롤 형태로 말려있는 유연 기판을 이송하면서 연속적인 노광을 진행한다. 그러나, 디지털 미러 소자를 이용한 디지털 노광 시스템은 스텝 앤 리피트(step & repeat)방식의 노광 공정에 최적화되어 있으므로, 롤이 연속적으로 이송되며 스캔 노광을 진행하는 롤투롤 노광 공정에 적용하기 어렵다. 또한, 롤투롤 노광 공정은 롤 형태의 유연 기판을 이송하면서 노광하는 방식이므로, 노광 정밀도 향상을 위해서 이송되는 롤의 변형 및 진동을 최소화할 필요가 있어서, 롤의 진동이 최소화되는 롤 이송용 드럼의 표면에서 노광 공정을 진행해야 한다. 따라서, 2차원 평면 이미지를 투영 노광하는 디지털 미러 소자를 이용한 디지털 노광 시스템은 롤투롤 노광 공정에 적용하기 어렵다. 또한, 2차원 패턴 이미지를 한 번에 노광하므로, 기판 표면의 굴곡에 대응하기 어렵다. 이러한 이유로 디지털 미러 소자(DMD)를 이용한 디지털 노광 시스템은 기판의 변형(warpage)이 심하게 생길 수 있는 웨이퍼 레벨 패키지(wafer level package, WLP) 또는 패널 레벨 패키지(panel level package, PLP) 등 고성능 반도체 패키지의 노광 공정에 적용하기 어렵다.
본 발명은 전술한 배경 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스캔 방식으로 비평면 기판에 디지털 노광을 수행할 수 있는 디지털 노광 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 노광 시스템은 기판에 광을 조사하는 광원; 상기 광원에서 출사된 광을 선택적으로 투과시켜 2차원 패턴 이미지를 형성하는 디지털 미러 소자; 상기 2차원 패턴 이미지를 1차원 패턴 이미지로 변조하는 광학계; 상기 기판의 위치를 조절하여 상기 기판 위의 감광막에 상기 1차원 패턴 이미지를 연속적으로 스캔 노광하는 기판 스캐너를 포함하고, 상기 2차원 패턴 이미지는 상기 기판의 스캔 방향에 수평한 방향으로는 균일한 이미지를 가지고, 상기 기판의 스캔 방향에 수직한 방향으로는 목표 패턴의 이미지를 가진다.
또한, 상기 광학계는 복수의 프로젝션 렌즈, 그리고 상기 프로젝션 렌즈와 상기 기판 사이에 위치하는 실린드리컬 렌즈를 포함할 수 있다.
또한, 상기 2차원 패턴 이미지는 상기 기판의 스캔 방향에 수평한 방향으로 포커싱되고, 상기 기판의 스캔 방향에 수직한 방향으로 이미징되어 상기 1차원 패턴 이미지로 변조될 수 있다.
또한, 상기 광학계에 설치되어 상기 기판의 스캔 방향으로 회절되는 광을 보상하는 회절 보상부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 회절 보상부는 상기 광학계의 복수의 프로젝션 렌즈 사이에 위치할 수 있다.
또한, 상기 회절 보상부는 상기 복수의 프로젝션 렌즈 사이 중 상기 광이 포커싱되는 포커싱 포인트에 대응하여 설치될 수 있다.
또한, 상기 회절 보상부는 슬릿 또는 조리개를 포함할 수 있다.
또한, 상기 2차원 패턴 이미지가 포커싱되는 포커싱 방향과 상기 기판의 스캔 방향은 0도 보다 크고 45도 보다 작은 제1 경사각을 가질 수 있다.
또한, 상기 디지털 미러 소자는 화소 회전축을 기준으로 회전하는 복수의 화소 미러를 포함하고, 상기 2차원 패턴 이미지가 포커싱되는 포커싱 방향과 상기 화소 회전축은 서로 평행할 수 있다.
또한, 상기 디지털 미러 소자는 화소 회전축을 기준으로 회전하는 복수의 화소 미러를 포함하고, 상기 2차원 패턴 이미지가 포커싱되는 포커싱 방향과 상기 화소 회전축은 상기 제1 경사각을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 노광 시스템은 디지털 미러 소자를 이용하여 기판의 스캔 방향으로는 균일한 이미지를 가지고, 기판의 스캔 방향에 수직한 방향으로는 목표 패턴의 이미지를 가지는 2차원 패턴 이미지를 형성하고, 광학계를 이용하여 2차원 패턴 이미지를 1차원 패턴 이미지로 변조하며, 1차원 패턴 이미지를 연속적으로 스캔 노광함으로써, 스캔 방식의 디지털 노광 공정에 적용하여 생산성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 롤투롤 방식의 디지털 노광 공정에 적용할 수 있다.
또한, 1차원 패턴 이미지를 연속적으로 스캔 노광하여 기판에 패턴을 형성할 수 있으므로, 비평면 기판에 디지털 노광 공정을 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 노광 시스템의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 노광 시스템의 개략적인 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 노광 시스템의 개략적인 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 노광 시스템에 의해 2차원 패턴 이미지를 형성하고 2차원 패턴 이미지를 1차원 패턴 이미지로 변조하는 상태를 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 노광 시스템의 개략적인 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 노광 시스템의 개략적인 정면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 노광 시스템의 개략적인 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 노광 시스템의 2차원 패턴 이미지의 포커싱 방향과 기판의 스캔 방향이 서로 평행인 상태를 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 노광 시스템의 2차원 패턴 이미지의 포커싱 방향과 기판의 스캔 방향이 0도 보다 크고 45도 보다 작은 제1 경사각을 가지는 상태를 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 노광 시스템의 2차원 패턴 이미지의 포커싱 방향과 디지털 미러 소자의 화소 회전축이 서로 수직인 상태를 설명하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 노광 시스템의 2차원 패턴 이미지의 포커싱 방향과 디지털 미러 소자의 화소 회전축이 서로 평행한 상태를 설명하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 노광 시스템의 2차원 패턴 이미지의 포커싱 방향과 기판의 스캔 방향이 0도 보다 크고 45도 보다 작은 제1 경사각을 가지면서, 2차원 패턴 이미지의 포커싱 방향과 디지털 미러 소자의 화소 회전축이 제1 경사각을 가지는 상태를 설명하는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
그러면 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 노광 시스템에 대하여 도 1 내지 도 3을 참고로 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 노광 시스템의 개략적인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 노광 시스템의 개략적인 정면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 노광 시스템의 개략적인 측면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 노광 시스템은 광원(100), 디지털 미러 소자(200), 광학계(300), 그리고 기판 스캐너(400)를 포함한다.
광원(100)은 기판(10) 위의 감광막(20)에 광(1)을 조사할 수 있다. 광원(100)은 LED, 램프(lamp), 레이저(laser) 등에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다. 광원(100)에서 조사되는 광(1)은 365nm, 435nm, 405nm 등 다양한 길이의 파장을 가질 수 있다. 이러한 광원(100)에서 출사되는 광(1)은 반사 부재(30)를 통해 디지털 미러 소자(200)에 입사될 수 있다.
디지털 미러 소자(200)는 광원(100)에서 출사된 광(1)을 선택적으로 투과시켜 2차원 패턴 이미지(PI)를 형성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 노광 시스템에 의해 2차원 패턴 이미지를 형성하고 2차원 패턴 이미지를 1차원 패턴 이미지로 변조하는 상태를 설명하는 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 디지털 미러 소자(200)에 의해 생성되는 2차원 패턴 이미지(PI)는 기판(10)의 스캔 방향(X)에 수평한 방향(X)으로는 균일한 이미지를 가지고, 기판(10)의 스캔 방향(X)에 수직한 방향(Y)으로는 목표 패턴(TP)의 이미지를 가질 수 있다.
광학계(300)는 디지털 미러 소자(200)에 의해 생성된 2차원 패턴 이미지(PI)를 1차원 패턴 이미지(LI)로 변조할 수 있다. 1차원 패턴 이미지(LI)는 기판(10)의 스캔 방향(X)에 수직한 방향(Y)으로만 목표 패턴(TP)의 이미지를 가질 수 있다.
광학계(300)는 복수의 프로젝션 렌즈(Projection lens)(310), 그리고 프로젝션 렌즈(310)와 기판(10) 사이의 광 경로 상에 위치하는 실린드리컬 렌즈(Cylindrical lens)(320)를 포함할 수 있다. 실린드리컬 렌즈(320)는 비대칭 렌즈로서, 비대칭 렌즈를 포함하는 광학계(300)에 의해 2차원 패턴 이미지(PI)는 기판(10)의 스캔 방향(X)에 수평한 방향(X)으로 포커싱되고, 기판(10)의 스캔 방향(X)에 수직한 방향(Y)으로 이미징되어 1차원 패턴 이미지(LI)로 변조될 수 있다. 여기서, 2차원 패턴 이미지(PI)가 포커싱 되는 포커싱 방향(FA)은 기판(10)의 스캔 방향(X)에 수평할 수 있다. 따라서, 기판(10) 위의 감광막(20)에 균일한 광 광도를 가지는 1차원 패턴 이미지(LI)를 노광할 수 있다.
기판 스캐너(400)는 기판(10)의 위치를 조절하여 기판(10) 위의 감광막(20)에 1차원 패턴 이미지(LI)를 연속적으로 스캔 노광할 수 있다. 이 때, 디지털 미러 소자(200)는 1차원 패턴 이미지(LI)를 기판(10)의 이동 속도에 동기화시켜 기판(10)의 이동 속도와 동일한 속도로 변화시킴으로써, 기판(10)의 감광막(20)에 목표하는 목표 패턴(TP)을 노광할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 노광 시스템은 디지털 미러 소자를 이용하여 기판의 스캔 방향과 수평한 방향으로는 균일한 이미지를 가지고, 기판의 스캔 방향에 수직한 방향으로는 목표 패턴의 이미지를 가지는 2차원 패턴 이미지를 형성하고, 광학계를 이용하여 2차원 패턴 이미지를 1차원 패턴 이미지(LI)로 변조하며, 1차원 패턴 이미지(LI)를 기판(10)의 이동 속도와 동일한 속도로 변화시킴으로써, 기판(10)의 감광막(20)에 목표하는 목표 패턴(TP)을 노광할 수 있다. 따라서, 기판(10)의 감광막(20)에 1차원 패턴 이미지(LI)를 연속적으로 스캔 노광하게 되므로, 스캔 방식의 디지털 노광 공정에 적용하여 생산성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 롤투롤 방식의 디지털 노광 공정의 원통형 드럼 표면에 선형 초점을 형성할 수 있으므로, 곡면 상에 노광이 필요한 롤투롤 노광 공정에 적용할 수 있다.
또한, 스텝 앤 리피트(step & repeat)방식의 노광 공정이 아니고, 선형 스캔 노광 공정이므로, 보다 정밀하게 스캔 위치별로 보정하고, 실시간으로 패턴 보정이 가능하다. 따라서, 기판의 변형이 심하게 생길 수 웨이퍼 레벨 패키지(wafer level package, WLP) 또는 패널 레벨 패키지(panel level package, PLP) 등 고성능 반도체 패키지의 노광 공정에도 적용할 수 있다.
한편, 상기 일 실시예와 달리, 기판의 스캔 방향으로 회절되는 광을 보상할 수 있는 회절 보상부를 추가하는 다른 실시예도 가능하다.
이하에서, 도 5 내지 도 7을 참고하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 노광 시스템에 대해 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 노광 시스템의 개략적인 사시도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 노광 시스템의 개략적인 정면도이며, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 노광 시스템의 개략적인 측면도이다.
도 5 내지 도 7에 도시된 다른 실시예는 도 1 내지 도 4에 도시된 일 실시예와 비교하여 회절 보상부만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 노광 시스템은 광원(100), 디지털 미러 소자(200), 광학계(300), 기판 스캐너(400), 그리고 회절 보상부(500)를 포함한다.
회절 보상부(500)는 광학계(300)에 설치되어 기판(10)의 스캔 방향(X)으로 회절되는 광을 보상할 수 있다.
광원(100)이 레이저와 같은 간섭성(coherent) 광원을 사용하는 경우, 디지털 미러 소자를 통과한 광(1)은 회절되어 회절 광(2)을 발생시키므로, 광의 초점이 분산되어 다중 이미지가 형성될 수 있다. 따라서, 회절 보상부(500)를 이용하여 0차 이상의 고차 회절 광(2)을 차단하여 선명한 1차원 선형 이미지를 형성할 수 있다.
회절 보상부(500)는 복수의 프로젝션 렌즈(310) 사이에 위치할 수 있다. 이러한 회절 보상부(500)는 복수의 프로젝션 렌즈(310) 사이 중 광(1)이 포커싱되는 포커싱 포인트(FP)에 대응하여 설치될 수 있다.
회절 보상부(500)는 기판(10)의 스캔 방향(X)에 수직한 방향(Y)으로 연장되는 슬릿(Slit)을 포함할 수 있다. 따라서, 기판(10)의 스캔 방향(X)으로 회절하는 고차 회절 광을 차단하여 선명한 1차원 선형 이미지를 형성할 수 있다.
그러나, 회절 보상부(500)는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 회절 보상부(500)는 조리개(Iris)를 포함할 수 있다. 조리개는 기판(10)의 스캔 방향(X)으로 회절하는 고차 회절 광뿐만 아니라 기판(10)의 스캔 방향(X)에 수직한 방향(Y)으로 회절하는 고차 회절 광도 차단할 수 있다.
한편, 상기 일 실시예에서는 2차원 패턴 이미지의 포커싱 방향과 기판의 스캔 방향이 서로 평행하도록 디지털 미러 소자가 배치되나, 2차원 패턴 이미지의 포커싱 방향과 기판의 스캔 방향이 소정 경사각을 가지도록 디지털 미러 소자가 배치되는 다른 실시예도 가능하다.
이하에서, 도 8 및 도 9를 참고하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 노광 시스템에 대해 상세히 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 노광 시스템의 2차원 패턴 이미지의 포커싱 방향과 기판의 스캔 방향이 서로 평행인 상태를 설명하는 도면이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 노광 시스템의 2차원 패턴 이미지의 포커싱 방향과 기판의 스캔 방향이 0도 보다 크고 45도 보다 작은 제1 경사각을 가지는 상태를 설명하는 도면이다.
도 9에 도시된 다른 실시예는 도 1 내지 도 4 및 도 8에 도시된 일 실시예와 비교하여 디지털 미러 소자의 배치 방향만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 노광 시스템에서, 2차원 패턴 이미지(PI1, PI2)가 포커싱되는 포커싱 방향(FA)과 기판(10)의 스캔 방향(X)은 서로 평행할 수 있다. 이 경우, 제1 행의 1차원 패턴 이미지(LI1)과 제2 행의 1차원 패턴 이미지(LI2)의 각각에서 켜진 화소와 꺼진 화소가 서로 명확하게 분리되므로, 연속적인 목표 패턴은 노광하기 어렵다.
그러나, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 노광 시스템에서는 2차원 패턴 이미지(PI1, PI2)가 포커싱되는 포커싱 방향(FA)과 기판(10)의 스캔 방향(X)은 0도 보다 크고 45도 보다 작은 제1 경사각(q1)을 가지도록 디지털 미러 소자(200)를 배치할 수 있다. 이 경우, 제1 행의 1차원 패턴 이미지(LI1)과 제2 행의 1차원 패턴 이미지(LI2)의 각각에서 켜진 화소와 꺼진 화소가 서로 명확하게 분리되지 않고 서로 연결되므로, 연속적인 목표 패턴도 노광할 수 있다.
한편, 상기 도 5 내지 도 7에 도시된 다른 실시예와 달리, 2차원 패턴 이미지가 포커싱되는 포커싱 방향과 디지털 미러 소자의 화소 회전축이 서로 평행하도록 디지털 미러 소자가 배치되는 다른 실시예도 가능하다.
이하에서, 도 10 및 도 11을 참고하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 노광 시스템에 대해 상세히 설명한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 노광 시스템의 2차원 패턴 이미지의 포커싱 방향과 디지털 미러 소자의 화소 회전축이 서로 수직인 상태를 설명하는 도면이고, 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 노광 시스템의 2차원 패턴 이미지의 포커싱 방향과 디지털 미러 소자의 화소 회전축이 서로 평행한 상태를 설명하는 도면이다.
도 11에 도시된 다른 실시예는 도 5 내지 도 7에 도시된 다른 실시예와 비교하여 디지털 미러 소자의 배치 방향만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 노광 시스템의 디지털 미러 소자(200)는 화소 회전축(RA)을 기준으로 회전하는 복수의 화소 미러(210)를 포함할 수 있다. 디지털 미러 소자(200)는 행열로 배열된 복수의 화소 미러(210)를 화소 회전축(RA)을 기준으로 회전하여 광을 반사함으로써, 2차원 패턴 이미지(PI)를 형성할 수 있다.
이 때, 2차원 패턴 이미지(PI)의 포커싱 방향(FA)과 기판(10)의 스캔 방향(X)이 서로 평행한 경우에, 디지털 미러 소자(200)와 기판(10)의 배치 방향에 의해 2차원 패턴 이미지(PI)의 포커싱 방향(FA)과 화소 회전축(RA)이 서로 제2 경사각(q2)을 가질 수 있다. 이 경우, 복수의 화소 미러(210) 사이에 단차가 발생하여 1차원 패턴 이미지(LI)의 선명도가 저하될 수 있다.
그러나, 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 노광 시스템의 2차원 패턴 이미지(PI)의 포커싱 방향(FA)과 기판(10)의 스캔 방향(X)이 서로 평행한 경우에, 2차원 패턴 이미지(PI)의 포커싱 방향(FA)과 화소 회전축(RA)은 서로 평행할 수 있다. 이 경우, 복수의 화소 미러(210) 사이에 단차가 발생하지 않으므로, 1차원 패턴 이미지(LI)의 선명도가 향상될 수 있다.
그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 노광 시스템은 회절 보상부(500)를 포함하므로, 0차 이상의 고차 회절 광(2)을 차단하여 선명한 1차원 선형 이미지를 형성할 수 있다. 이 때, 회절 보상부(500)에 의해 복수의 화소 미러(210) 중 일부에 의한 고차 회절 광(2)은 차단되므로, 복수의 화소 미러(210) 중 중앙 영역(UA)에 위치하는 화소 미러(210)만을 사용할 수 있다. 따라서, 광원(100)에서 출사되는 광 중 중앙 영역(UA)에 위치하는 화소 미러(210)에 대응하는 광만을 출사시킴으로써, 사용되는 노광 에너지를 최소화할 수 있다.
한편, 상기 도 11에 도시된 다른 실시예와 달리, 2차원 패턴 이미지의 포커싱 방향과 기판의 스캔 방향이 0도 보다 크고 45도 보다 작은 제1 경사각을 가지면서, 2차원 패턴 이미지가 포커싱되는 포커싱 방향과 디지털 미러 소자의 화소 회전축이 제1 경사각을 가지도록 디지털 미러 소자가 배치되는 다른 실시예도 가능하다.
이하에서, 도 12를 참고하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 노광 시스템에 대해 상세히 설명한다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 노광 시스템의 2차원 패턴 이미지의 포커싱 방향과 기판의 스캔 방향이 0도 보다 크고 45도 보다 작은 제1 경사각을 가지면서, 2차원 패턴 이미지의 포커싱 방향과 디지털 미러 소자의 화소 회전축이 제1 경사각을 가지는 상태를 설명하는 도면이다.
도 12에 도시된 다른 실시예는 도 11에 도시된 다른 실시예와 비교하여 디지털 미러 소자의 배치 방향만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 노광 시스템의 2차원 패턴 이미지(PI)의 포커싱 방향(FA)과 기판(10)의 스캔 방향(X)이 0도 보다 크고 45도 보다 작은 제1 경사각(q1)을 가지므로, 서로 인접하는 1차원 패턴 이미지(LI)들에서 켜진 화소와 꺼진 화소가 서로 명확하게 분리되지 않고 서로 연결되므로, 연속적인 목표 패턴도 노광할 수 있다.
또한, 2차원 패턴 이미지(PI)의 포커싱 방향(FA)과 디지털 미러 소자의 화소 회전축(RA)이 제1 경사각(q1)을 가질 수 있다. 이 경우, 복수의 화소 미러(210) 사이에 단차가 최소화되므로, 1차원 패턴 이미지(LI)의 선명도의 저하를 최소화시킬 수 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
100: 광원 200: 디지털 미러 소자
210: 화소 미러 300: 광학계
400: 기판 스캐너 500: 회절 보상부

Claims (10)

  1. 기판에 광을 조사하는 광원;
    상기 광원에서 출사된 광을 선택적으로 투과시켜 2차원 패턴 이미지를 형성하는 디지털 미러 소자;
    상기 2차원 패턴 이미지를 1차원 패턴 이미지로 변조하는 광학계;
    상기 기판의 위치를 조절하여 상기 기판 위의 감광막에 상기 1차원 패턴 이미지를 연속적으로 스캔 노광하는 기판 스캐너
    를 포함하고,
    상기 2차원 패턴 이미지는 상기 기판의 스캔 방향에 수평한 방향으로는 균일한 이미지를 가지고, 상기 기판의 스캔 방향에 수직한 방향으로는 목표 패턴의 이미지를 가지는 디지털 노광 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 광학계는
    복수의 프로젝션 렌즈, 그리고
    상기 프로젝션 렌즈와 상기 기판 사이에 위치하는 실린드리컬 렌즈
    를 포함하는 디지털 노광 시스템.
  3. 제2항에서,
    상기 2차원 패턴 이미지는
    상기 기판의 스캔 방향에 수평한 방향으로 포커싱되고,
    상기 기판의 스캔 방향에 수직한 방향으로 이미징되어 상기 1차원 패턴 이미지로 변조되는 디지털 노광 시스템.
  4. 제3항에서,
    상기 광학계에 설치되어 상기 기판의 스캔 방향으로 회절되는 광을 보상하는 회절 보상부를 더 포함하는 디지털 노광 시스템.
  5. 제4항에서,
    상기 회절 보상부는 상기 광학계의 복수의 프로젝션 렌즈 사이에 위치하는 디지털 노광 시스템.
  6. 제5항에서,
    상기 회절 보상부는 상기 복수의 프로젝션 렌즈 사이 중 상기 광이 포커싱되는 포커싱 포인트에 대응하여 설치되는 디지털 노광 시스템.
  7. 제4항에서,
    상기 회절 보상부는 슬릿 또는 조리개를 포함하는 디지털 노광 시스템.
  8. 제4항에서,
    상기 2차원 패턴 이미지가 포커싱되는 포커싱 방향과 상기 기판의 스캔 방향은 0도 보다 크고 45도 보다 작은 제1 경사각을 가지는 디지털 노광 시스템.
  9. 제8항에서,
    상기 디지털 미러 소자는 화소 회전축을 기준으로 회전하는 복수의 화소 미러를 포함하고,
    상기 2차원 패턴 이미지가 포커싱되는 포커싱 방향과 상기 화소 회전축은 서로 평행한 디지털 노광 시스템.
  10. 제8항에서,
    상기 디지털 미러 소자는 화소 회전축을 기준으로 회전하는 복수의 화소 미러를 포함하고,
    상기 2차원 패턴 이미지가 포커싱되는 포커싱 방향과 상기 화소 회전축은 상기 제1 경사각을 가지는 디지털 노광 시스템.
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