WO2014038795A1 - 노광 장치 및 이를 사용한 기판 처리 장치 - Google Patents

노광 장치 및 이를 사용한 기판 처리 장치 Download PDF

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WO2014038795A1
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mask
light
conductive ink
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곽문규
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Industry Academic Cooperation Foundation of KNU
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/703—Non-planar pattern areas or non-planar masks, e.g. curved masks or substrates

Definitions

  • the present invention relates to an exposure apparatus and a substrate processing apparatus using the exposure apparatus.
  • Capacitive touch screens are made using transparent electrodes that allow current to flow while transmitting light.
  • a transparent electrode is manufactured by cutting a transparent electrode film into a sheet form and forming a pattern on the cut transparent electrode.
  • the process of forming a pattern on the transparent electrode is performed by a method such as photolithography or printing of a conductive material, which has problems such as slow production speed, high manufacturing cost, and low limit resolution of the pattern. To be produced more efficiently, it needs to be improved.
  • the transparent electrode film is cut in the form of a sheet and then patterning is performed, it is difficult to manufacture a large area transparent electrode, and there is a problem in that the manufacturing time is long and the manufacturing cost increases.
  • An embodiment of the present invention aims to provide an exposure apparatus capable of increasing the yield of a substrate processing step and processing a large-area substrate, a substrate processing apparatus and a method using the exposure apparatus.
  • the moving unit for moving the substrate; A mask portion formed in a cylinder and having a pattern on the curved surface of the cylinder; A light source unit provided in the mask unit to irradiate light to the substrate; And a driving part to rotate the mask part and move the mask part to adjust a distance between the mask part and the substrate.
  • the moving unit may include a conveyor supporting the substrate at a lower portion and moving in a predetermined direction.
  • the mask unit a cylindrical frame for transmitting the light; And a pattern layer formed on the pattern layer and positioned on an outer circumferential surface of the cylindrical frame.
  • the pattern layer may be a transparent sheet having at least one of a protrusion and a recess.
  • the pattern layer may be a transparent film having an opaque material blocking the light.
  • the mask part may further include a cushion layer positioned on the pattern layer and deformed when contacted with the substrate.
  • the light source unit includes: a light source generating the light; And a reflection member reflecting the light toward the substrate.
  • the reflective member may be disposed to surround the light source, and a slit may be formed on a side facing the substrate so that the light is irradiated toward the substrate.
  • the driving unit may lift the mask part so that the mask part contacts the substrate or is spaced apart from the substrate.
  • the driving part when the mask part is in contact with the substrate, the mask part may be rotated such that the linear velocity on the outer circumferential surface of the mask part is equal to the moving speed of the substrate.
  • the driving part when the mask part is spaced apart from the substrate, the mask part may be rotated such that the linear velocity on the outer circumferential surface of the mask part is faster or slower than the moving speed of the substrate.
  • the exposure apparatus includes: a photographing unit photographing an alignment mark displayed on the mask unit and the substrate; And a position adjusting unit for adjusting a position of at least one of the mask unit and the substrate so that the alignment mark displayed on the mask unit and the alignment mark displayed on the substrate coincide with each other.
  • the photographing unit may be drawn into the mask unit before the substrate is exposed to photograph the alignment mark, and when the alignment mark displayed on the mask unit and the alignment mark displayed on the substrate coincide, the imaging unit may be drawn out of the mask unit. Can be.
  • the alignment mark may be displayed on the edge of the substrate and the cylindrical edge of the mask portion.
  • the position adjusting unit may translate or rotate at least one of the mask unit and the conveyor supporting the substrate according to a result of processing the image obtained by photographing the alignment mark.
  • a substrate processing apparatus for moving the substrate;
  • a photosensitive means providing unit providing photosensitive means to the substrate;
  • a conductive material providing part for providing a conductive material to the developed substrate wherein the exposure part comprises: a mask part formed in a cylinder and having a pattern on a curved surface of the cylinder;
  • a light source unit provided in the mask unit to irradiate light to the substrate;
  • a driving part to rotate the mask part and move the mask part to adjust a distance between the mask part and the substrate.
  • the photosensitive means providing unit may include an application unit for applying a photoresist to the substrate.
  • the applicator may apply the photoresist using at least one of a blading method and a spraying method.
  • the photosensitive means providing unit may include an attachment unit attaching the photosensitive film to the substrate.
  • the developing unit may develop the substrate by dipping the substrate irradiated with the light in a developing solution.
  • the conductive material providing unit may include: a conductive ink applying unit configured to apply conductive ink to the developed substrate; And a surplus conductive ink removing unit which fills the transferred pattern on the substrate and removes the surplus conductive ink remaining.
  • the excess conductive ink removing unit comprises: a doctor blade scraping the excess conductive ink from the substrate; An adhesive tape that separates the excess conductive ink from the substrate; And a dissolving agent for dissolving the excess conductive ink to wipe off the excess conductive ink from the substrate; At least one of may be used.
  • It may further include a photosensitive means removing unit for removing the photosensitive means from the substrate provided with the conductive material.
  • the substrate processing process may be continuously performed without cutting the sheet into sheets before applying the pattern to the substrate.
  • the yield of the substrate processing process is improved, and a large area substrate can be processed more quickly and cheaply, thereby improving productivity.
  • FIG. 1 is a perspective view of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a plan view of a pattern layer according to an embodiment of the present invention.
  • 4 and 5 are cross-sectional views of a pattern layer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view of a pattern layer according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view showing a plan view of a pattern layer according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG 8 is a view illustrating a process of adjusting a distance between the mask unit and the substrate by moving the mask unit in accordance with an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view illustrating a state in which the substrate and the mask unit operate in contact with each other according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a state in which a substrate and a mask unit are spaced apart from each other according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a plan view of a substrate on which a pattern is formed according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 12 and 13 are plan views of substrates having a pattern according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a perspective view illustrating an alignment mark displayed on a substrate in accordance with an embodiment of the present invention.
  • 15 is a perspective view exemplarily illustrating an alignment mark displayed on a mask unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 16 is a perspective view exemplarily illustrating a state in which a mask unit is disposed with respect to a substrate before an alignment process according to an embodiment of the present invention.
  • 17 is an exemplary diagram for describing a photographing unit photographing an alignment mark according to an embodiment of the present invention.
  • 18 is a view exemplarily showing a state of alignment marks photographed before the alignment process according to an embodiment of the present invention.
  • 19 is a view showing the state of the alignment mark photographed after the translation of the substrate or mask portion in accordance with an embodiment of the present invention.
  • 20 is a view illustrating a state of alignment marks photographed after the substrate or mask part is rotated in accordance with an embodiment of the present invention.
  • 21 is a schematic view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view of a developing unit according to an embodiment of the present invention.
  • 23 and 24 are cross-sectional views of a developing unit according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • 25 is a flowchart illustrating a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a cross-sectional view of the exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the mask part 12 formed in a cylindrical shape with respect to the moving substrate 10 rotates, and the light source part 13 provided in the mask part 12 is rotated.
  • the substrate 10 is exposed by irradiating light through a pattern formed on the curved surface of the mask part 12.
  • the driving unit 14 connected to the mask unit 12 supplies power for rotating the mask unit 12, and the mask unit 12 to adjust the distance between the mask unit 12 and the substrate 10. Can be moved.
  • the exposure apparatus 100 may include a moving unit 11, a mask unit 12, a light source unit 13, and a driving unit 14. have.
  • the moving part 11 may move the substrate 10.
  • the mask part 12 may be formed in a cylinder and have a pattern on the curved surface of the cylinder.
  • the light source unit 13 may be provided inside the mask unit 12 to irradiate light onto the substrate 10.
  • the driving unit 14 may rotate the mask unit 12 and move the mask unit 12 to adjust the distance between the mask unit 12 and the substrate 10.
  • the moving part 11 may include a conveyor supporting the substrate 10 at the bottom and moving in a predetermined direction.
  • the substrate 10 placed on the conveyor passes through the exposure apparatus 100 as the conveyor moves, and a pattern is formed on the surface of the substrate by the mask unit 12 and the light source unit 13 provided in the exposure apparatus 100. do.
  • a conveyor is used as the moving part 11, but when the substrate 10 is processed in a roll-to-roll or roll-to-plate process,
  • the moving unit 11 may include a motor for winding or unwinding the substrate by rotating the roll on which the substrate 10 is wound.
  • the substrate 10 may be a transparent film 102 provided with a photosensitive means 101 on an upper surface thereof.
  • the photosensitive means 101 may be at least one of a photoresist and a photosensitive film.
  • the mask part 12 includes a cylindrical frame 121 for transmitting light, and a pattern layer 122 having a pattern formed thereon and positioned on an outer circumferential surface of the cylindrical frame 121. can do.
  • the cylindrical frame 1212 may be made of a transparent material, such as quartz, transparent polymer, glass, or the like, so that light generated from the light source unit 13 may be transmitted to the substrate 10.
  • a pattern is formed on the pattern layer 122.
  • the pattern layer 122 may be located on the outer circumferential surface of the cylindrical frame 121, but the position of the pattern layer 122 is not limited thereto and may be located on the inner circumferential surface of the cylindrical frame 121.
  • the pattern layer 122 may be attached to the cylindrical frame 121 using an adhesive means.
  • the adhesive means may include at least one of an adhesive and a double-sided tape, but is not limited thereto. .
  • the pattern layer 122 may be a transparent sheet in which at least one of the protrusion and the recess is arranged.
  • the pattern layer 122 is phase shift lithography.
  • the pattern may be formed on the substrate by lithography.
  • FIG 3 is a plan view of a pattern layer 122 according to an embodiment of the present invention.
  • the pattern layer 122 is composed of a transparent sheet 20 that transmits light, and the protrusions 201 may be regularly arranged on the transparent sheet 20. According to another embodiment of the present invention, the protrusion 201 may be irregularly arranged on the transparent sheet 20.
  • the protrusion 201 may have a rectangular outline, but the shape of the protrusion is not limited thereto and may have a straight, circular, elliptical, or polygonal outline.
  • the protrusions 201 arranged in the transparent sheet 20 may be configured only in a single shape, in another embodiment two or more shapes are mixed It may be configured.
  • the protrusions 201 may be arranged spaced apart from each other on the transparent sheet 20.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the pattern layer 122 illustrated in FIG. 3 cut in the direction A-A '. As shown in FIG. 4, the protrusions 201 may be arranged on the transparent sheet 20 to be spaced apart by a distance d.
  • the pattern layer 122 has a predetermined depth from the base layer.
  • the recessed depressions may be transparent sheets arranged regularly.
  • the depression 202 may be regularly arranged on the transparent sheet 20, but is not limited thereto, the depression 202 is irregularly on the transparent sheet 20 It may be arranged.
  • the depressions 202 may be arranged spaced apart from each other on the transparent sheet 20.
  • the depression 202 on the plane of the transparent sheet 20 may have a contour of a polygon such as a rectangle, a triangle, a pentagon, but the shape of the depression 202 is not limited thereto, and may be formed in a circular or oval shape. Can be.
  • the depression 202 may be configured only in a single shape, in another embodiment may be configured by mixing two or more shapes.
  • the pattern layer 122 may be configured such that both the protrusion 201 and the recessed portion 202 are arranged on the transparent sheet 20.
  • the mask part 12 may be transparent in which at least one of the protrusion and the depression is regularly or irregularly arranged.
  • the sheet may be included as the pattern layer 122.
  • the exposure apparatus 100 may form a pattern on a substrate using a photolithography method instead of a phase shift lithography method.
  • the pattern layer 122 may be a transparent film with an opaque material blocking light.
  • FIG. 6 shows a top view of a pattern layer 122 according to another embodiment of the present invention.
  • the pattern layer 122 may be a transparent film 20 to which an opaque material 203 capable of blocking light is regularly attached.
  • the opaque material 203 is regularly attached, but in other embodiments, the opaque material may be irregularly attached.
  • the pattern layer 122 has an opaque material 203 formed on a predetermined region of the transparent film 20 according to a pattern of a conductive wire or a circuit to be transferred to the substrate 10. It can be attached.
  • the opaque material 203 is attached to form a rectangular light blocking region, but the shape of the light blocking region may be at least one of a circle, an ellipse, and a polygon.
  • the transparent film to which the opaque material is attached may be manufactured using photolithography, nanoimprint, stepper, or scanner.
  • the mask part 12 may further include a cushion layer that is deformed upon contact with the substrate 10.
  • the cushion layer is positioned on the pattern layer 122 and may be made of a transparent material to transmit light.
  • the light source unit 13 may be provided inside the mask unit 12 to irradiate light onto the substrate 10.
  • the light source unit 13 may include a light source 131 for generating light, and a reflective member 132 for reflecting the light toward the substrate 10.
  • the light source 131 may generate ultraviolet rays, but may also generate X-rays or electron beams depending on the size of the pattern.
  • the light source 131 may have a cylindrical shape, but the shape of the light source 131 is not limited as long as it generates linear light toward the substrate 10.
  • the reflective member 132 may be disposed to surround the light source 131, and a slit 133 may be formed on a side facing the substrate 10 so that light is irradiated toward the substrate 10.
  • the inner surface of the reflective member 132 may be coated with a reflective material, so that the light emitted from the light source 131 is reflected toward the substrate. In some embodiments, the inner surface of the reflective member 132 may not be coated with a reflective material and may absorb some or all of the light. 1 and 2, the reflective member 132 is in contact with the light source 131 to surround the light source, but in another embodiment, the reflective member 132 is predetermined from the light source 131.
  • the light sources may be surrounded by spaces.
  • the driving unit 14 may be connected to the mask unit 12 to supply power for rotating the mask unit 12.
  • the driving unit 14 may include a gear connected to the mask unit 12 and a chain fastened to the gear to supply power.
  • the chain may be connected to a rotation means that provides a rotational force, such as a motor, to transmit power for rotating the mask unit 12.
  • the configuration of the drive unit 14 is not limited to gears and chains, but may be configured by any of a variety of mechanisms for transmitting rotational force to the mask unit 12 from a rotating means such as a motor.
  • the driving part 14 may move the mask part 12 to adjust the distance between the mask part 12 and the substrate 10.
  • the driving unit 14 may lift the mask unit 12 such that the mask unit 12 contacts the substrate 10 or the mask unit 12 is spaced apart from the substrate 10. Can be.
  • FIG 8 is a view for explaining a process of adjusting the distance between the mask unit 12 and the substrate 10 by moving the mask unit 12 in accordance with an embodiment of the present invention.
  • the driving unit 14 lifts up the mask unit 12 in a state in which the mask unit 12 is in contact with the substrate 10 (the left view of FIG. 8), and the mask unit ( 12 may be driven to be spaced apart from the substrate 10 (right side view of FIG. 8).
  • the driver 14 may drive the mask part 12 to contact the substrate 10 by lowering the mask part 12 while the mask part 12 is separated from the substrate 10. .
  • the driving unit 14 receives a control signal for operating the driving unit, and as shown in FIG. 8, the mask unit 12 is in contact with the contact mode (left side of FIG. 8). The mask part may be moved to switch between the separation modes (right side of FIG. 8).
  • the drive unit 14 is coupled to the bar (bar) connected to the mask portion 12, the rack (rack) provided in the bar to rotate to move the mask portion 12 up and down It may include a pinion.
  • the configuration of the drive unit 14 is not limited to the combination of the rack and pinion, and may be configured by any of various mechanisms capable of moving the mask unit 12 up and down.
  • FIG 9 is a view illustrating a state in which the substrate 10 and the mask unit 12 operate in contact with each other according to an embodiment of the present invention.
  • the driving part 14 has a linear velocity V 1 at an outer circumferential surface of the mask part 12.
  • the mask part 12 may be rotated to be equal to the moving speed V s of the substrate 10.
  • FIG. 10 is a view for explaining a state in which the substrate 10 and the mask part 12 are spaced apart from each other and operate according to one embodiment of the present invention.
  • the driving unit 14 has a linear velocity V 1 at an outer circumferential surface of the mask unit 12 in a separation mode in which the mask unit 12 is spaced apart from the substrate 10 and rotated.
  • the mask part 12 may be rotated to be faster or slower than the moving speed V s of the substrate 10.
  • FIG. 11 illustrates a pattern transferred to the substrate 10 when the linear velocity of the mask portion having the pattern shown in FIG. 6 is rotated in the same manner as the movement speed of the substrate
  • FIG. FIG. 13 illustrates a pattern to be transferred to the substrate 10 when rotating faster than the speed.
  • FIG. 13 illustrates a pattern to be transferred to the substrate 10 when the linear velocity of the mask part rotates slower than the moving speed of the substrate.
  • the pattern of the mask portion 12 and the pattern transferred to the substrate 10 may be matched 1: 1.
  • the pattern transferred to the substrate 10 is more densely formed in the movement direction of the substrate than the pattern of the mask portion 12. You can check it.
  • the pattern transferred to the substrate 10 is more loosely formed in the movement direction of the substrate than the pattern of the mask portion 12. Able to know.
  • the exposure apparatus 100 may expose the substrate 10 by aligning the substrate 10 with respect to the mask part 12.
  • the substrate 10 is processed over a plurality of layers, in order to obtain a desired pattern, it is necessary to align the substrate 10 and the mask portion 12 each time the layers are processed.
  • the exposure apparatus 100 includes a photographing unit for photographing an alignment mark displayed on the mask unit 12 and the substrate 10, and an alignment mark displayed on the mask unit 12 and the substrate 10.
  • the display apparatus may further include a position adjusting unit for adjusting a position of at least one of the mask unit and the substrate so that the displayed alignment marks coincide.
  • FIG. 14 is a perspective view illustrating an alignment mark displayed on the substrate 10 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 15 illustrates an alignment mark displayed on the mask unit 12 according to an embodiment of the present invention. It is a perspective view shown by.
  • an alignment mark 301 may be displayed at an edge of the substrate 10, and the mask portion 12 may be an alignment mark 302 at the edge of the cylinder. May be displayed, but the present invention is not limited thereto, and the alignment marks may be displayed on portions other than the edges of the substrate and the mask cylinder.
  • alignment marks 301 and 302 illustrated in FIGS. 14 and 15 are displayed in a cross shape, the shape of the alignment marks is not limited thereto and may have various shapes.
  • the mask portion 12 may be spaced apart from the substrate 10. Can be.
  • the mask part 12 is disposed in a state in which the mask part 12 is not aligned with the substrate 10, and thus the mask part 12 is disposed on the alignment mark 301 and the mask part 12 displayed on the substrate 10.
  • the displayed alignment marks 302 may be misaligned with each other.
  • the exposure apparatus 100 may further include a photographing unit and a position adjusting unit.
  • the exposure apparatus 100 processes an image of alignment marks 301 and 302 photographed by the photographing unit. Based on the result of the image processing, the position adjusting unit may adjust the position of at least one of the substrate 10 and the mask unit 12.
  • FIG. 17 is an exemplary view for explaining how the photographing unit photographs the alignment marks 301 and 302 according to an embodiment of the present invention.
  • the photographing units 151 and 152 may be inserted into the mask unit 12 before the exposure process is started to photograph the alignment marks 301 and 302.
  • the photographing unit 151 or 152 may include a camera capable of enlarging photographing the alignment marks 301 and 302 at high magnification.
  • the photographing unit 151, 152 may be moved to be positioned vertically upward of the alignment marks 301, 302, but is not limited thereto and may capture any of the alignment marks. It may be moved to the position of.
  • the photographing portions 151, 152 include two cameras for photographing the alignment marks 301, 302 marked at the edges of the substrate 10 and the mask portion 12 cylinder.
  • the number of cameras may be changed according to the number of alignment marks.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an example of alignment marks 301 and 302 photographed before an alignment process
  • FIG. 19 is used to translate the substrate 10 or the mask unit 12 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a view illustrating the alignment marks 301 and 302 photographed after rotating the substrate 10 or the mask unit 12 according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 302 is a view showing a state.
  • the alignment mark 301 displayed on the substrate 10 and the alignment mark 302 displayed on the mask portion 12. are shifted from each other.
  • the position adjusting unit may translate or translate at least one of the mask unit 12 and the conveyor 11 supporting the substrate 10 based on a result of processing an image obtained by photographing the alignment mark.
  • the alignment marks 301 and 302 can be matched.
  • the position adjusting unit translates the mask unit 12 in the x-axis direction by -x 1 and translationally in the y-axis direction by y 1 , thereby providing two alignment marks 301 and 302. ) Can be centered.
  • the position adjusting unit may translate the conveyor 11 supporting the substrate 10 by x 1 in the x-axis direction and by -y 1 in the y-axis direction.
  • the position adjusting part may move both the mask part 12 and the conveyor 11.
  • the position adjusting part rotates the mask part 12 counterclockwise by ⁇ 1, so that the alignment marks 301 and 302 can be completely aligned as shown in FIG. 20.
  • the position adjusting unit may rotate the conveyor 11 in clockwise rotation by ⁇ 1 , and may rotate both the mask unit and the conveyor.
  • the position adjusting unit may include a mechanism connected to at least one of the mask unit 12 and the conveyor 11 to translate or rotate.
  • the position adjusting unit may move at least one of the conveyor and the mask unit based on a manipulation input input by the user of the exposure apparatus 100 while viewing an image of the alignment marks 301 and 302.
  • the exposure apparatus 100 may process the image to calculate a separation distance and an angle between two alignment marks 301 and 302, and at least one of the conveyor and the mask unit based on a calculation result. You can also move it automatically.
  • the photographing units 151 and 152 may be drawn out of the mask unit 12. Thereafter, the above-described exposure process may be performed.
  • 21 is a diagram schematically showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the substrate processing apparatus 200 includes a moving unit for moving the substrate 10, a photosensitive means providing unit 23 for providing photosensitive means to the substrate 10, and the photosensitive means.
  • An exposure part 24 for irradiating light to the substrate, a developing part 25 for developing the substrate 10 to which the light is irradiated, and a conductive material providing part 26 for providing a conductive material to the developed substrate. can do.
  • the exposure unit 24 may correspond to the exposure apparatus 100 according to the embodiment of the present invention described above.
  • the exposure part 24 includes a mask part formed in a cylinder and having a pattern on the curved surface of the cylinder, a light source part provided inside the mask part to irradiate light onto a substrate, and the mask part being rotated. It may include a driving unit for moving the mask portion to adjust the distance between the substrate.
  • the substrate 10 may be a transparent film covered with a conductive material.
  • the conductive material may be a material selected from the group consisting of aluminum, molybdenum, alloys of aluminum and molybdenum, gold, silver, iron, tungsten, chromium, nickel, copper, alloys of nickel and copper, aluminum alloys and copper alloys.
  • the present invention is not limited thereto and may be any material through which a current can flow.
  • the transparent film may be made of polyethylene terephthalate (PET) or tri-acetyl cellulose (TAC), but is not limited thereto and may be made of any transparent material that can transmit light.
  • PET polyethylene terephthalate
  • TAC tri-acetyl cellulose
  • the substrate processing apparatus 200 may further include a first roll 21 for winding and storing the substrate 10 before processing.
  • the moving part may include a motor for rotating the first roll 21. As the first roll 21 is rotated by the motor, the substrate 10 wound on the first roll 21 is released to move to the photosensitive means providing unit 23, the exposure unit 24, and the developing unit 25. do.
  • the substrate processing apparatus 200 may further include a second roll 22 for winding the substrate 10 after the treatment.
  • the moving part may include a motor for rotating the second roll 22. As the second roll 22 is rotated by the motor, the substrate 10 moves through the photosensitive means providing unit 23, the exposure unit 24, and the developing unit 25, and the processed substrate 10 is completed. Is finally wound on the second roll 22.
  • the substrate processing apparatus 200 may include only one of the first roll 21 and the second roll 22, but according to the embodiment, the substrate processing apparatus 200 It may also include both the first roll 21 and the second roll 22.
  • the substrate processing apparatus 200 includes only one roll, the substrate may be processed by a roll to plate or plate to roll process.
  • the substrate processing apparatus 200 includes two rolls, the substrate may be processed by a roll-to-roll process.
  • the substrate processing apparatus 200 may not include a roll.
  • the substrate 10 may be moved by a conveyor supporting the substrate and moving in one direction.
  • the photosensitive means providing unit 23 may include an application unit for applying a photoresist to the substrate 10.
  • the coating unit may apply the photoresist to the substrate 10 by using a blade to uniformly spread the photoresist supplied to the substrate 10 to a predetermined thickness.
  • the applicator may provide the photoresist to the substrate 10 by spraying a photoresist onto the substrate 10.
  • the photosensitive means providing unit 23 may include an attachment portion for attaching a photosensitive film to the substrate (10).
  • the attachment portion may attach the photosensitive film to the substrate 10 instead of the photoresist to transfer the pattern to the substrate.
  • the photosensitive means providing unit 23 may include any one of the applicator and the attachment unit, or may include both.
  • the exposure part 24 may irradiate the substrate 10 with a light source mounted in the mask while rotating the cylindrical mask with respect to the substrate 10 to transfer the pattern of the mask to the substrate 10.
  • the driving unit provided in the exposure unit 24 may be connected to a mask to lift and lower the mask so that the mask contacts the substrate 10 or is spaced apart from the substrate 10.
  • the driving unit may rotate the mask such that the linear velocity V 1 on the outer circumferential surface of the mask is equal to the movement velocity V s of the substrate.
  • the driving unit may rotate the mask so that the linear velocity V l on the outer circumferential surface of the mask is faster or slower than the movement velocity V s of the substrate.
  • the developing unit 25 develops a pattern transferred to the substrate 10.
  • the developing unit 25 may develop the substrate by dipping the substrate 10 irradiated with the light in a developing solution.
  • the developing unit 25 may be configured to move the substrate 10 past the developing solution by a time necessary for developing, thereby developing a pattern transferred to the substrate.
  • 22 to 24 are cross-sectional views of the developing unit 25 according to an embodiment of the present invention.
  • the developing part 25 may include a receiving part 252 for receiving the developing solution 251.
  • the accommodation part 252 may include an inlet 253 through which the substrate 10 is inserted, and an outlet 254 through which the substrate 25 is drawn out.
  • the substrate 10 entered through the inlet 253 moves toward the developing solution 251 through the first roller 255 provided in the receiving part 252, and the developing solution 251 in the receiving part 252.
  • the second roller 256 is provided to be immersed in the (2) to move out of the developer 251, passing through the third roller 257 provided in the receiving portion 252 through the outlet 254 through the receiving portion 252 Can be withdrawn).
  • the developing unit 25 may include more rollers. It may be.
  • the developing part 25 includes two second rollers 256 provided to be immersed in the developing solution 251, such that the substrate 10 is exposed to the developing solution 251. It can be locked longer.
  • the developing part 25 includes three or more second rollers 256 immersed in the developing solution 251, and has different heights at which the rollers are arranged, so that the developing solution 251 is in the developing solution 251.
  • the path along which the substrate moves may be formed in a meandering manner.
  • the substrate 10 may be immersed in the developer 251 for a time sufficient to develop the pattern transferred to the substrate.
  • the moving unit may receive a control signal from a control unit controlling the operation of the substrate processing apparatus 200 and adjust the moving speed of the substrate 10 according to the control signal.
  • a control unit controlling the operation of the substrate processing apparatus 200
  • the motor controls the rotational speed of the motor according to a control signal transmitted from the controller, thereby providing a substrate 10.
  • the motor for moving the conveyor controls the rotational speed of the motor according to a control signal transmitted from the control unit. You can adjust the speed of movement.
  • the conductive material providing unit 26 is a conductive ink coating unit for applying a conductive ink to the developed substrate, and excess conductive to fill the pattern transferred to the substrate and remove the remaining conductive ink It may include an ink removal unit.
  • the excess conductive ink removing unit may remove excess conductive ink using a doctor blade scraping the excess conductive ink from the substrate.
  • the excess conductive ink removing unit may remove the excess conductive ink using an adhesive tape that separates the excess conductive ink from the substrate.
  • the adhesive tape when the surplus conductive ink remaining on the substrate is hardened after the conductive ink is applied to the substrate, the excess conductive ink removing unit attaches and detaches the adhesive tape on the substrate to remove the excess conductive ink from the substrate. Can be.
  • the excess conductive ink removing unit may use a solvent for dissolving the excess conductive ink to wipe off the excess conductive ink from the substrate.
  • the excess conductive ink removing unit wipes off the excess conductive ink remaining on the substrate, the excess conductive ink that has already solidified can be dissolved and removed using the solvent.
  • the excess conductive ink removing unit may remove the excess conductive ink by using only one of the doctor blade, the adhesive tape, and the solvent, or a combination thereof. For example, the excess conductive ink removing unit may first scrape off the excess conductive ink from the substrate using a doctor blade, and then remove the excess conductive ink remaining on the substrate using an adhesive tape. As another example, the excess conductive ink removing unit may dissolve the excess conductive ink solidified on the substrate with a solvent, and then scrape off the substrate using a doctor blade.
  • the conductive material providing unit 26 may include a deposition unit for depositing a conductive material on a substrate.
  • the substrate processing apparatus 200 may further include a photosensitive means removing unit 27 for removing the photosensitive means from the substrate provided with the conductive material.
  • the photosensitive means removing unit 27 passes the substrate to the next stage without removing the photosensitive means from the substrate. You can also
  • 25 is a flowchart illustrating a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.
  • the substrate processing method 300 includes moving a substrate (S31), rotating a cylindrical mask with respect to the substrate (S32), and applying light to the substrate through the mask. Irradiating (S33), changing the distance between the substrate and the mask (S34), and irradiating light to the substrate through the mask (S35).
  • the step S31 may be performed by the moving unit of the substrate processing apparatus 200 described above.
  • the moving part may include a motor for rotating the roll.
  • the moving part may include a conveyor for supporting the substrate from below and moving in one direction.
  • the step of rotating the mask with respect to the substrate (S32) may include rotating the mask by contacting the substrate or rotating the mask away from the substrate.
  • the step (S34) of changing the distance between the substrate and the mask may include separating the mask and the substrate in contact with each other.
  • the step (S34) of changing the distance between the substrate and the mask may include contacting the mask and the substrate separated from each other.
  • changing the distance between the substrate and the mask (S34) may further include widening or narrowing the distance between the substrate and the mask apart from each other.
  • the substrate processing method 300 may further include changing the rotational speed of the mask after the step (S34) of changing the distance between the substrate and the mask.
  • the substrate processing method 300 may further include changing a moving speed of the substrate after changing the distance between the substrate and the mask (S34). After the step S34, the rotational speed change of the mask and the moving speed change of the substrate may be simultaneously performed.
  • the substrate processing method 300 may further include providing photosensitive means to the substrate before step S32.
  • the providing of the photosensitive means may include applying a photoresist to the substrate.
  • the providing of the photosensitive means may include attaching a photosensitive film to the substrate.
  • the substrate processing method 300 may further include developing a substrate after step S35.
  • the substrate processing method 300 may further include providing a conductive material to the developed substrate after developing the substrate.
  • Providing the conductive material may include applying conductive ink to the developed substrate, and removing excess conductive ink remaining on the substrate.
  • removing the excess conductive ink may include scraping off the excess conductive ink from the substrate using a doctor blade.
  • removing the excess conductive ink may include removing the excess conductive ink from the substrate by using an adhesive tape.
  • removing the excess conductive ink may include dissolving the excess conductive ink with a solvent and wiping away from the substrate.
  • the removing of the excess conductive ink may remove excess conductive ink from the substrate by using only one of the doctor blade, the adhesive tape, and the solvent, or a combination of two or more thereof.
  • providing the conductive material may include depositing the conductive material on the substrate.
  • the substrate processing method 300 may further include the step of removing the photosensitive means from the substrate provided with the conductive material, after providing the conductive material.
  • the substrate processing method 300 may include aligning the substrate 10 and the mask unit 12 before moving the substrate (S31).
  • the alignment step is the same as described above with reference to FIGS. 16 to 20.
  • substrate were demonstrated.
  • the substrate processing apparatus, and the method according to the embodiment of the present invention described above it is not necessary to cut the substrate in the form of a sheet before transferring the pattern to the substrate, thereby implementing a continuous substrate processing process.
  • the yield of the substrate processing process can be improved, the large-area substrate can be processed, and the speed of the substrate processing process can be obtained and the cost can be reduced.
  • An exposure apparatus, a substrate processing apparatus, and a method according to an embodiment of the present invention may operate in a contact mode in which the mask is in contact with a substrate and rotated, and in a separation mode in which the mask is spaced apart from the substrate and rotated.
  • the pattern can be transferred to the substrate at various repetition cycles.
  • the repetition period of the pattern transferred to the substrate may be shortened, on the contrary, to reduce the rotational speed of the mask or to move the substrate. In the case of increasing, the repetition period of the pattern transferred to the substrate may be long.

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Abstract

본 발명은 노광 장치 및 상기 노광 장치를 사용한 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치는, 기판을 이동시키는 이동부; 원통으로 형성되고, 상기 원통의 곡면에 패턴을 가지는 마스크부; 상기 마스크부 내부에 구비되어 상기 기판에 광을 조사하는 광원부; 및 상기 마스크부를 회전시키며, 상기 마스크부와 상기 기판 간의 거리를 조절하도록 상기 마스크부를 이동시키는 구동부;를 포함할 수 있다.

Description

노광 장치 및 이를 사용한 기판 처리 장치
본 발명은 노광 장치 및 상기 노광 장치를 사용한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
최근 이동 단말기에 사용되고 있는 터치스크린의 터치인식 방식은 감압방식에서 정전용량방식으로 변화하고 있다. 정전용량방식의 터치스크린은 광을 투과시키면서 전류가 흐를 수 있는 투명 전극을 사용하여 만들어진다. 현재 이러한 투명 전극은 투명 전극 필름을 시트 형태로 절단하고, 절단된 투명 전극에 패턴을 형성하는 방법으로 제조된다.
그러나, 투명 전극에 패턴을 형성하는 공정은 포토리소그래피나 도전성 물질의 인쇄 등의 방법으로 진행되는데, 이러한 방법은 느린 생산속도, 높은 제조비용 및 패턴의 낮은 한계해상도와 같은 문제점들이 있어 고성능의 터치스크린을 보다 효율적으로 제조하기 위해서는 개선될 필요가 있다.
나아가, 종래의 제조 방법은 투명 전극 필름을 시트 형태로 절단한 후 패터닝을 수행하기 때문에, 대면적의 투명 전극을 제조하기 어려우며, 제조 시간이 길고 제조비가 증가하는 문제가 있다.
본 발명의 실시예는 기판 처리 공정의 수율을 높이고, 대면적의 기판을 처리할 수 있는 노광 장치, 상기 노광 장치를 사용한 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치는, 기판을 이동시키는 이동부; 원통으로 형성되고, 상기 원통의 곡면에 패턴을 가지는 마스크부; 상기 마스크부 내부에 구비되어 상기 기판에 광을 조사하는 광원부; 및 상기 마스크부를 회전시키며, 상기 마스크부와 상기 기판 간의 거리를 조절하도록 상기 마스크부를 이동시키는 구동부;를 포함할 수 있다.
상기 이동부는, 상기 기판을 하부에서 지지하며 기 결정된 방향으로 이동하는 컨베이어를 포함할 수 있다.
상기 마스크부는: 상기 광을 투과시키는 원통형 프레임; 및 상기 패턴이 형성되고, 상기 원통형 프레임의 외주면 상에 위치하는 패턴층;을 포함할 수 있다.
상기 패턴층은: 돌출부 및 함몰부 중 적어도 하나가 배열된 투명 시트일 수 있다.
상기 패턴층은:상기 광을 차단하는 불투명한 물질이 부착된 투명 필름일 수 있다.
상기 마스크부는: 상기 패턴층 상에 위치하며, 상기 기판과 접촉 시 변형되는 쿠션층을 더 포함할 수 있다.
상기 광원부는: 상기 광을 생성하는 광원; 및 상기 광이 상기 기판을 향하도록 반사시키는 반사부재;를 포함할 수 있다.
상기 반사부재는: 상기 광원을 둘러싸도록 배치되고, 상기 광이 상기 기판을 향해 조사되도록 상기 기판을 향하는 쪽에 슬릿이 형성될 수 있다.
상기 구동부는, 상기 마스크부가 상기 기판에 접촉하거나 상기 기판으로부터 이격되도록 상기 마스크부를 승강시킬 수 있다.
상기 구동부는: 상기 마스크부가 상기 기판에 접촉한 경우, 상기 마스크부의 외주면에서의 선속도가 상기 기판의 이동속도와 동일하도록 상기 마스크부를 회전시킬 수 있다.
상기 구동부는: 상기 마스크부가 상기 기판으로부터 이격된 경우, 상기 마스크부의 외주면에서의 선속도가 상기 기판의 이동속도보다 빠르거나 느리도록 상기 마스크부를 회전시킬 수 있다.
상기 노광 장치는: 상기 마스크부 및 상기 기판에 표시된 정렬 마크를 촬영하는 촬영부; 및 상기 마스크부에 표시된 정렬 마크와 상기 기판에 표시된 정렬 마크가 일치하도록 상기 마스크부 및 상기 기판 중 적어도 하나의 위치를 조절하는 위치 조절부;를 더 포함할 수 있다.
상기 촬영부는: 상기 기판을 노광시키기 전에 상기 마스크부의 내부로 인입되어 상기 정렬 마크를 촬영하고, 상기 마스크부에 표시된 정렬 마크와 상기 기판에 표시된 정렬 마크가 일치하게 되면, 상기 마스크부의 외부로 인출될 수 있다.
상기 정렬 마크는 상기 기판의 가장자리 및 상기 마스크부의 원통 가장자리에 표시될 수 있다.
상기 위치 조절부는: 상기 정렬 마크를 촬영하여 얻은 이미지를 처리한 결과에 따라 상기 마스크부 및 상기 기판을 지지하는 컨베이어 중 적어도 하나를 병진 또는 회전 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 기판을 이동시키는 이동부; 상기 기판에 감광수단을 제공하는 감광수단 제공부; 상기 감광수단이 제공된 기판에 광을 조사하는 노광부; 상기 광이 조사된 기판을 현상하는 현상부; 및 상기 현상된 기판에 도전성 물질을 제공하는 도전성 물질 제공부;를 포함하며, 상기 노광부는: 원통으로 형성되고, 상기 원통의 곡면에 패턴을 가지는 마스크부; 상기 마스크부 내부에 구비되어 상기 기판에 광을 조사하는 광원부; 및 상기 마스크부를 회전시키며, 상기 마스크부와 상기 기판 간의 거리를 조절하도록 상기 마스크부를 이동시키는 구동부;를 포함할 수 있다.
상기 감광수단 제공부는, 상기 기판에 포토레지스트를 도포하는 도포부를 포함할 수 있다.
상기 도포부는, 블레이딩 방식 및 스프레잉 방식 중 적어도 하나를 이용하여 상기 포토레지스트를 도포할 수 있다.
상기 감광수단 제공부는, 상기 기판에 감광 필름을 부착하는 부착부를 포함할 수 있다.
상기 현상부는, 상기 광이 조사된 기판을 현상액에 담금으로써 기판을 현상할 수 있다.
상기 도전성 물질 제공부는: 상기 현상된 기판에 도전성 잉크를 도포하는 도전성 잉크 도포부; 및 상기 기판에 전사된 패턴을 채우고 남은 잉여 도전성 잉크를 제거하는 잉여 도전성 잉크 제거부;를 포함할 수 있다.
상기 잉여 도전성 잉크 제거부는: 상기 기판으로부터 상기 잉여 도전성 잉크를 긁어내는 닥터 블레이드; 상기 기판으로부터 상기 잉여 도전성 잉크를 떼어내는 접착 테잎; 및 상기 기판으로부터 상기 잉여 도전성 잉크를 닦아내기 위해 상기 잉여 도전성 잉크를 용해시키는 용해제; 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
상기 도전성 물질이 제공된 기판으로부터 상기 감광수단을 제거하는 감광수단 제거부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판에 패턴을 입히기 전에 시트 형태로 절단할 필요 없이 연속적으로 기판 처리 공정을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판 처리 공정의 수율이 개선되고, 대면적의 기판을 보다 빠르고 저렴하게 처리할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴층의 평면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴층의 단면도이다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴층의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패턴층의 평면모습을 도시하는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 구동부가 마스크부를 이동시켜 마스크부와 기판 간의 거리를 조절하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 기판과 마스크부가 서로 접촉하여 동작하는 모습을 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 기판과 마스크부가 서로 이격되어 동작하는 모습을 설명하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 패턴이 형성된 기판의 평면도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따라 패턴이 형성된 기판의 평면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 기판에 표시된 정렬 마크를 예시적으로 나타내는 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 마스크부에 표시된 정렬 마크를 예시적으로 나타내는 사시도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라 정렬 공정 전 마스크부가 기판에 대해 배치된 모습을 예시적으로 나타내는 사시도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따라 촬영부가 정렬 마크를 촬영하는 모습을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따라 정렬 공정 전에 촬영된 정렬 마크의 모습을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따라 기판 또는 마스크부를 병진 이동시킨 후 촬영된 정렬 마크의 모습을 나타내는 도면이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따라 기판 또는 마스크부를 회전 이동시킨 후 촬영된 정렬 마크의 모습을 나타내는 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 현상부의 단면도이다.
도 23 및 도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따른 현상부의 단면도이다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하는 흐름도이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 '및/또는' 이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치의 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치(100)는, 이동하는 기판(10)에 대하여 원통형으로 형성된 마스크부(12)가 회전을 하고, 상기 마스크부(12) 내에 구비된 광원부(13)가 마스크부(12)의 곡면에 형성된 패턴을 통해 광을 조사하여 기판(10)을 노광시킨다. 또한, 상기 마스크부(12)에 연결된 구동부(14)는 마스크부(12)를 회전시키는 동력을 공급하며, 마스크부(12)와 기판(10) 간의 거리를 조절하기 위해 상기 마스크부(12)를 이동시킬 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치(100)는 이동부(11), 마스크부(12), 광원부(13) 및 구동부(14)를 포함할 수 있다.
상기 이동부(11)는 기판(10)을 이동시킬 수 있다. 상기 마스크부(12)는 원통으로 형성되고, 상기 원통의 곡면에 패턴을 가질 수 있다. 상기 광원부(13)는 상기 마스크부(12) 내부에 구비되어 기판(10)에 광을 조사할 수 있다. 상기 구동부(14)는 마스크부(12)를 회전시키며, 상기 마스크부(12)와 상기 기판(10) 간의 거리를 조절하도록 마스크부(12)를 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이동부(11)는 기판(10)을 하부에서 지지하며 기 결정된 방향으로 이동하는 컨베이어를 포함할 수 있다. 상기 컨베이어 상에 놓인 기판(10)은 컨베이어의 이동에 따라 노광 장치(100)를 지나가며, 노광 장치(100)에 구비된 마스크부(12) 및 광원부(13)에 의해 기판 표면에 패턴이 형성된다.
도 1에 도시된 실시예에서는 상기 이동부(11)로 컨베이어가 사용되었으나, 기판(10)이 롤투롤(roll-to-roll) 또는 롤투플레이트(roll-to-plate) 공정으로 처리되는 경우, 상기 이동부(11)는 기판(10)이 감긴 롤을 회전시켜 기판을 감거나 푸는 모터를 포함할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치(100)의 단면을 도시하는 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판(10)은 상면에 감광수단(101)이 제공된 투명 필름(102)일 수 있다. 상기 감광수단(101)은 포토레지스트 및 감광 필름 중 적어도 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 마스크부(12)는 광을 투과시키는 원통형 프레임(121), 및 패턴이 형성되고 상기 원통형 프레임(121)의 외주면 상에 위치하는 패턴층(122)을 포함할 수 있다. 상기 원통형 프레임(1212)은 광원부(13)에서 생성된 광이 기판(10)으로 전달될 수 있도록 투명 재질, 예컨대 석영, 투명폴리머, 유리 등으로 만들어질 수 있다.
상기 패턴층(122)에는 패턴이 형성된다. 상기 패턴층(122)은 상기 원통형 프레임(121)의 외주면 상에 위치할 수 있으나, 패턴층(122)의 위치는 이에 제한되지 않고 원통형 프레임(121)의 내주면 상에 위치할 수도 있다. 상기 패턴층(122)은 접착수단을 사용하여 상기 원통형 프레임(121)에 부착될 수 있으며, 일 실시예에 따르면 상기 접착수단은 접착제 및 양면 테이프 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 패턴층(122)은 돌출부 및 함몰부 중 적어도 하나가 배열된 투명 시트일 수 있다. 이와 같이, 기저층으로부터 소정 높이로 돌출된 돌출부 또는 소정 깊이로 함몰된 함몰부가 투명 시트의 평면 상에 배열되어 패턴층(122)을 구성하는 경우, 상기 패턴층(122)은 위상 변이 리소그래피(phase shift lithography) 방식으로 기판에 패턴을 형성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴층(122)의 평면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 패턴층(122)은 광을 투과시키는 투명 시트(20)로 구성되며, 상기 투명 시트(20) 상에는 돌출부(201)가 규칙적으로 배열될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 돌출부(201)는 상기 투명 시트(20) 상에서 불규칙적으로 배열될 수도 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 돌출부(201)는 사각형의 윤곽을 가질 수 있으나, 돌출부의 형상은 이에 제한되지 않고, 직선형, 원형, 타원형 또는 다각형의 윤곽을 가질 수도 있다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서 상기 투명 시트(20)에 배열되는 돌출부(201)는 단일 형상으로만 구성될 수 있으나, 다른 실시예에서는 둘 이상의 형상이 혼합되어 구성될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 돌출부(201)는 상기 투명 시트(20) 상에서 서로 이격되어 배열될 수 있다. 도 4는 도 3에 도시된 패턴층(122)을 A-A' 방향으로 절단한 모습을 나타내는 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 돌출부(201)는 투명 시트(20) 상에서 간격 d 만큼 이격되어 배열될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 실시예에서는, 상기 투명 시트(20) 상에 돌출부(201)만 배열되어 있으나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 패턴층(122)은 기저층으로부터 소정 깊이만큼 함몰된 함몰부가 규칙적으로 배열된 투명 시트일 수도 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 투명 시트(20) 상에 함몰부(202)가 규칙적으로 배열된 패턴층(122)의 단면도이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 함몰부(202)는 투명 시트(20) 상에 규칙적으로 배열될 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 상기 함몰부(202)는 투명 시트(20) 상에서 불규칙적으로 배열될 수도 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 함몰부(202)는 상기 투명 시트(20) 상에서 서로 이격되어 배열될 수 있다. 상기 투명 시트(20)의 평면 상에서 상기 함몰부(202)는 사각형, 삼각형, 오각형과 같은 다각형의 윤곽을 가질 수 있으나, 함몰부(202)의 형상은 이에 제한되지 않고, 원형 또는 타원형으로도 형성될 수 있다. 나아가, 본 발명의 일 실시예에서 상기 함몰부(202)는 단일 형상으로만 구성될 수 있으나, 다른 실시예에서는 둘 이상의 형상이 혼합되어 구성될 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 패턴층(122)은 투명 시트(20)에 돌출부(201)와 함몰부(202) 둘 모두가 배열되도록 구성될 수도 있다.
이와 같이, 위상 변이 리소그래피 방식으로 기판(10)에 패턴을 형성하는 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크부(12)는, 돌출부 및 함몰부 중 적어도 하나가 규칙적으로 또는 불규칙적으로 배열된 투명 시트를 패턴층(122)으로 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 노광 장치(100)는 위상 변이 리소그래피 방식 대신 포토리소그래피(photolithography) 방식을 이용하여 기판에 패턴을 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 패턴층(122)은 광을 차단하는 불투명한 물질이 부착된 투명 필름일 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴층(122)의 평면도를 도시한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴층(122)은 광을 차단할 수 있는 불투명한 물질(203)이 규칙적으로 부착된 투명 필름(20)일 수 있다. 도 6의 실시예에서는 불투명한 물질(203)이 규칙적으로 부착되어 있으나, 다른 실시예에서는 불투명한 물질이 불규칙적으로 부착될 수도 있다.
예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 패턴층(122)은 기판(10)에 전사하고자 하는 도선이나 회로의 패턴에 따라 불투명한 물질(203)이 투명 필름(20)의 소정 영역에 부착되어 형성될 수 있다.
또한, 도 6의 실시예에서는 불투명한 물질(203)이 사각형 모양의 광 차단 영역을 형성하도록 부착되었으나, 상기 광 차단 영역의 형상은 원형, 타원형 및 다각형 중 적어도 하나일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 불투명한 물질이 부착된 투명 필름은, 포토리소그래피, 나노임프린트, 스텝퍼(stepper) 또는 스캐너(scanner)를 사용하여 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 마스크부(12)는 기판(10)과 접촉 시 변형되는 쿠션층을 더 포함할 수 있다. 상기 쿠션층은 상기 패턴층(122) 상에 위치하며, 광을 투과시키도록 투명 재질로 만들어질 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 광원부(13)는 상기 마스크부(12) 내부에 구비되어 상기 기판(10)에 광을 조사할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광원부(13)는 광을 생성하는 광원(131), 및 광이 기판(10)을 향하도록 반사시키는 반사부재(132)를 포함할 수 있다.
상기 광원(131)은 자외선을 생성할 수 있으나, 패턴의 크기에 따라 X선 또는 전자빔을 생성할 수도 있다. 상기 광원(131)은 원통 형상을 가질 수 있으나, 상기 기판(10)을 향해 선 모양의 광을 생성하는 한 형상에는 제한이 없다.
상기 반사부재(132)는 상기 광원(131)을 둘러싸도록 배치되고, 광이 기판(10)을 향해 조사되도록 상기 기판(10)을 향하는 쪽에 슬릿(133)이 형성될 수 있다. 상기 반사부재(132)의 내측면은 반사물질로 코팅될 수 있어, 광원(131)으로부터 출사되는 광이 기판을 향해 반사되도록 한다. 실시예에 따라, 상기 반사부재(132)의 내측면은 반사물질로 코팅되지 않고, 광의 일부 또는 전부를 흡수할 수도 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서 상기 반사부재(132)는 상기 광원(131)과 접촉하여 광원의 둘레를 둘러싸지만, 다른 실시예에서 상기 반사부재(132)는 광원(131)으로부터 소정 간격 이격된 채 광원을 둘러쌀 수도 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 구동부(14)는 마스크부(12)에 연결되어, 상기 마스크부(12)를 회전시키는 동력을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 구동부(14)는 마스크부(12)와 연결된 기어와, 상기 기어에 체결되어 동력을 공급하는 체인을 포함할 수 있다. 상기 체인은 모터와 같이 회전력을 제공하는 회전수단에 연결되어 상기 마스크부(12)를 회전시키는 동력을 전달할 수 있다. 하지만, 상기 구동부(14)의 구성은 기어와 체인으로 제한되지 않고, 모터와 같은 회전수단으로부터 마스크부(12)에 회전력을 전달하는 임의의 다양한 메커니즘으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 구동부(14)는 마스크부(12)와 기판(10) 간의 거리를 조절하도록 상기 마스크부(12)를 이동시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 구동부(14)는 마스크부(12)가 기판(10)에 접촉하거나 마스크부(12)가 기판(10)으로부터 이격되도록 상기 마스크부(12)를 승강시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 구동부(14)가 마스크부(12)를 이동시켜 마스크부(12)와 기판(10) 간의 거리를 조절하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 구동부(14)는 마스크부(12)가 기판(10)에 접촉한 상태(도 8의 좌측도면)에서, 상기 마스크부(12)를 위로 들어올려 마스크부(12)가 기판(10)으로부터 이격되도록(도 8의 우측도면) 구동할 수 있다. 반대로, 상기 구동부(14)는 마스크부(12)가 기판(10)으로부터 떨어진 상태에서, 마스크부(12)를 아래로 하강시켜 마스크부(12)가 기판(10)에 접촉하도록 구동할 수도 있다.
다시 말해, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 구동부(14)는 구동부를 조작하는 제어신호를 수신하여, 도 8에 도시된 바와 같이 마스크부(12)가 접촉모드(도 8의 좌측)와 이격모드(도 8의 우측) 간에 전환될 수 있도록 마스크부를 이동시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 구동부(14)는 마스크부(12)를 상하로 이동시키기 위해, 상기 마스크부(12)에 연결된 바(bar)와, 상기 바에 구비된 랙(rack)과 체결되어 회전하는 피니언(pinion)을 포함할 수 있다. 하지만, 상기 구동부(14)의 구성은 랙과 피니언의 조합으로 제한되지 않고, 상기 마스크부(12)를 상하로 이동시킬 수 있는 임의의 다양한 메커니즘으로 구성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 기판(10)과 마스크부(12)가 서로 접촉하여 동작하는 모습을 설명하는 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 구동부(14)는, 마스크부(12)가 기판(10)에 접촉하여 회전하는 접촉모드에서, 마스크부(12)의 외주면에서의 선속도(Vl)가 기판(10)의 이동속도(Vs)와 동일하도록 상기 마스크부(12)를 회전시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 기판(10)과 마스크부(12)가 서로 이격되어 동작하는 모습을 설명하는 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 구동부(14)는, 마스크부(12)가 기판(10)으로부터 이격되어 회전하는 이격모드에서, 마스크부(12)의 외주면에서의 선속도(Vl)가 기판(10)의 이동속도(Vs)보다 빠르거나 느리도록 상기 마스크부(12)를 회전시킬 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 마스크부(12)의 외주면에서의 선속도(Vl)가 기판(10)의 이동속도(Vs)와 동일하게 회전하는 경우, 기판(10)에 전사되는 패턴은 마스크부(12)의 패턴과 동일하게 형성된다. 반면, 도 10에 도시된 바와 같이, 마스크부(12)의 외주면에서의 선속도(Vl)가 기판(10)의 이동속도(Vs)보다 더 빠르게 회전하는 경우, 기판(10)에 전사되는 패턴은 마스크부(12)의 패턴보다 더 조밀하게 형성될 수 있다. 또한, 마스크부(12)의 외주면에서의 선속도가 기판(11)의 이동속도보다 느리게 회전하는 경우에는, 기판(11)에 전사되는 패턴은 마스크부(12)가 갖는 패턴보다 더 엉성하게 형성될 수 있다.
도 11은 도 6에 도시된 패턴을 갖는 마스크부의 선속도가 기판의 이동 속도와 동일하게 회전하는 경우 기판(10)에 전사된 패턴을 도시하며, 도 12는 상기 마스크부의 선속도가 기판의 이동 속도보다 빠르게 회전하는 경우 기판(10)에 전사되는 패턴을 도시하며, 도 13은 상기 마스크부의 선속도가 기판의 이동 속도보다 느리게 회전하는 경우 기판(10)에 전사되는 패턴을 도시한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 마스크부의 선속도와 기판의 이동 속도가 동일하면, 마스크부(12)의 패턴과 기판(10)에 전사된 패턴은 1:1로 매칭이 될 수 있다. 하지만, 도 12에 도시된 바와 같이, 마스크부의 선속도가 기판의 이동 속도보다 빠르면, 마스크부(12)의 패턴에 비해 기판(10)에 전사된 패턴이 기판의 이동 방향으로 보다 조밀하게 형성됨을 확인할 수 있다. 또한, 도 13에 도시된 바와 같이, 마스크부의 선속도가 기판의 이동 속도보다 느리면, 마스크부(12)의 패턴에 비해 기판(10)에 전사된 패턴이 기판의 이동 방향으로 보다 엉성하게 형성됨을 알 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 노광 장치(100)는 기판(10)을 마스크부(12)에 대하여 정렬시켜 노광할 수 있다. 상기 기판(10)을 다수의 레이어에 걸쳐 처리하는 경우, 원하는 패턴을 얻기 위해서는 각 레이어를 처리할 때마다 기판(10)과 마스크부(12)를 정렬시킬 필요가 있다.
이를 위해, 상기 노광 장치(100)는, 마스크부(12) 및 기판(10)에 표시된 정렬 마크를 촬영하는 촬영부, 및 상기 마스크부(12)에 표시되 정렬 마크와 상기 기판(10)에 표시된 정렬 마크가 일치하도록 상기 마스크부 및 상기 기판 중 적어도 하나의 위치를 조절하는 위치 조절부를 더 포함할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 기판(10)에 표시된 정렬 마크를 예시적으로 나타내는 사시도이며, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 마스크부(12)에 표시된 정렬 마크를 예시적으로 나타내는 사시도이다.
도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따르면, 기판(10)은 가장자리에 정렬 마크(301)가 표시될 수 있으며, 마스크부(12)는 원통의 가장자리에 정렬 마크(302)가 표시될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 상기 정렬 마크는 기판 및 마스크부 원통의 가장자리 외에 다른 부분에 표시될 수도 있다.
또한, 도 14 및 도 15에 도시된 정렬 마크(301, 302)는 십자 모양으로 표시되었으나, 상기 정렬 마크의 형상은 이에 제한되지 않고 다양한 모양을 가질 수 있다.
이하, 도 16 내지 도 20을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따라 상기 노광 장치(100)가 기판(10)과 마스크부(12)를 정렬시키는 과정을 설명하기로 한다.
마스크부(12)에 구비된 패턴으로 기판(10)을 노광시키기 전에 기판(10)과 마스크부(12)를 정렬시키기 위해, 상기 마스크부(12)는 상기 기판(10)으로부터 이격되어 배치될 수 있다.
이 경우, 도 16에 도시된 바와 같이, 마스크부(12)는 기판(10)과 정렬되지 않은 상태로 배치되어, 상기 기판(10)에 표시된 정렬 마크(301)와 상기 마스크부(12)에 표시된 정렬 마크(302)는 서로 일치되지 않은 상태로 어긋나 있을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 노광 장치(100)는 촬영부 및 위치 조절부를 더 포함할 수 있으며, 상기 노광 장치(100)는 상기 촬영부가 촬영한 정렬 마크(301, 302)의 이미지를 처리하고, 이미지 처리 결과를 기반으로 상기 위치 조절부를 이용하여 기판(10) 및 마스크부(12) 중 적어도 하나의 위치를 조절할 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따라 상기 촬영부가 상기 정렬 마크(301, 302)를 촬영하는 모습을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 17에 도시된 바와 같이, 상기 촬영부(151, 152)는 노광 공정이 개시되기 전에 상기 마스크부(12)의 내부로 인입되어 상기 정렬 마크(301, 302)를 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 촬영부(151, 152)는 상기 정렬 마크(301, 302)를 고배율로 확대 촬영할 수 있는 카메라를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 촬영부(151, 152)는 상기 정렬 마크(301, 302)의 수직 상방향에 위치하도록 이동될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 상기 정렬 마크를 촬영할 수 있는 임의의 위치로 이동될 수도 있다.
도 17에 도시된 실시예에서, 상기 촬영부(151, 152)는 기판(10) 및 마스크부(12) 원통의 가장자리에 표시된 정렬 마크(301, 302)를 촬영하기 위해 두 대의 카메라를 포함하지만, 상기 카메라의 개수는 정렬 마크의 개수에 따라 변경될 수 있다.
도 18은 정렬 공정 전에 촬영된 정렬 마크(301, 302)의 모습을 예시적으로 나타내는 도면이고, 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따라 기판(10) 또는 마스크부(12)를 병진 이동시킨 후 촬영된 정렬 마크(301, 302)의 모습을 나타내는 도면이고, 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따라 기판(10) 또는 마스크부(12)를 회전 이동시킨 후 촬영된 정렬 마크(301, 302)의 모습을 나타내는 도면이다.
도 18에 도시된 바와 같이, 기판(10)과 마스크부(12)가 서로 정렬되지 않은 상태인 경우, 기판(10)에 표시된 정렬 마크(301)와 마스크부(12)에 표시된 정렬 마크(302)는 서로 어긋나 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 위치 조절부는 상기 정렬 마크를 촬영하여 얻은 이미지를 처리한 결과를 기반으로 상기 마스크부(12) 및 상기 기판(10)을 지지하는 컨베이어(11) 중 적어도 하나를 병진 또는 회전 이동시켜, 상기 정렬 마크(301, 302)를 일치시킬 수 있다.
일 예로, 상기 위치 조절부는 상기 마스크부(12)를 x축 방향으로 -x1만큼 병진 이동시키고 y축 방향으로 y1만큼 병진 이동시켜, 도 19에 도시된 바와 같이 두 정렬 마크(301, 302)의 중심을 일치시킬 수 있다. 다른 예로, 상기 위치 조절부는 상기 기판(10)을 지지하는 컨베이어(11)를 x축 방향으로 x1만큼 병진 이동시키고 y축 방향으로 -y1만큼 병진 이동시킬 수도 있다. 실시예에 따라, 상기 위치 조절부는 마스크부(12)와 컨베이어(11) 둘 모두를 이동시킬 수도 있다.
그러고 나서, 상기 위치 조절부는 상기 마스크부(12)를 반시계 방향으로 θ1만큼 회전 이동시켜, 도 20에 도시된 바와 같이 상기 정렬 마크(301, 302)를 완전히 일치시킬 수 있다. 실시예에 따라, 상기 위치 조절부는 상기 컨베이어(11)를 시계 방향으로 θ1만큼 회전 이동시킬 수도 있으며, 상기 마스크부와 상기 컨베이어 둘 모두를 회전시킬 수도 있다.
상기 위치 조절부는 마스크부(12) 및 컨베이어(11) 중 적어도 하나에 연결되어 병진 또는 회전 이동시키는 기계장치를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 위치 조절부는 상기 노광 장치(100)의 사용자가 상기 정렬 마크(301, 302)를 촬영한 이미지를 보면서 입력한 조작 입력을 기반으로 컨베이어 및 마스크부 중 적어도 하나를 이동시킬 수 있으나, 실시예에 따라 상기 노광 장치(100)는 상기 이미지를 처리하여 두 정렬 마크(301, 302) 간의 이격 거리 및 각도를 계산하고, 계산 결과를 기반으로 상기 컨베이어 및 상기 마스크부 중 적어도 하나를 자동으로 이동시킬 수도 있다.
상기 정렬 마크(301, 302)가 일치하게 되어 기판(10) 및 마스크부(12) 간의 정렬 공정이 완료되면, 상기 촬영부(151, 152)는 상기 마스크부(12)의 외부로 인출될 수 있으며, 그 뒤 전술한 노광 공정이 진행될 수 있다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 21에 도시된 바와 같이, 상기 기판 처리 장치(200)는 기판(10)을 이동시키는 이동부, 상기 기판(10)에 감광수단을 제공하는 감광수단 제공부(23), 상기 감광수단이 제공된 기판에 광을 조사하는 노광부(24), 상기 광이 조사된 기판(10)을 현상하는 현상부(25), 및 상기 현상된 기판에 도전성 물질을 제공하는 도전성 물질 제공부(26)를 포함할 수 있다.
상기 노광부(24)는 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치(100)에 대응할 수 있다. 다시 말해, 상기 노광부(24)는, 원통으로 형성되고 상기 원통의 곡면에 패턴을 가지는 마스크부, 상기 마스크부 내부에 구비되어 기판에 광을 조사하는 광원부, 및 상기 마스크부를 회전시키며 마스크부와 기판 간의 거리를 조절하도록 마스크부를 이동시키는 구동부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판(10)은 전도성 물질이 덮인 투명 필름일 수 있다. 상기 전도성 물질은 알루미늄, 몰리브덴, 알루미늄과 몰레브덴의 합금, 금, 은, 철, 텅스텐, 크롬, 니켈, 구리, 니켈과 구리의 합금, 알루미늄 합금 및 구리 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질일 수 있으나, 이에 제한되지 않고 전류가 흐를 수 있는 임의의 물질일 수 있다.
상기 투명 필름은 PET(polyethylene terephthalate) 또는 TAC(tri-acetyl cellulose)로 만들어질 수 있으나, 이에 제한되지 않고 광을 투과할 수 있는 임의의 투명 재질로 만들어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판 처리 장치(200)는 처리 전의 기판(10)을 감아 보관하는 제 1 롤(21)을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 이동부는 제 1 롤(21)을 회전시키는 모터를 포함할 수 있다. 모터에 의해 제 1 롤(21)이 회전함으로써, 제 1 롤(21)에 감긴 기판(10)이 풀려나와 감광수단 제공부(23), 노광부(24) 및 현상부(25)로 이동하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판 처리 장치(200)는 처리 후의 기판(10)을 감아 보관하는 제 2 롤(22)을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 이동부는 제 2 롤(22)을 회전시키는 모터를 포함할 수 있다. 모터에 의해 제 2 롤(22)이 회전함으로써, 기판(10)이 감광수단 제공부(23), 노광부(24) 및 현상부(25)를 거쳐 이동하게 되고, 처리가 끝난 기판(10)은 최종적으로 제 2 롤(22)에 감기게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판 처리 장치(200)는 제 1 롤(21) 및 제 2 롤(22) 중에서 어느 하나만 포함할 수 있으나, 실시예에 따라 상기 기판 처리 장치(200)는 제 1 롤(21) 및 제 2 롤(22) 둘 모두를 포함할 수도 있다. 상기 기판처리 장치(200)가 하나의 롤만을 포함하는 경우, 롤 투 플레이트 또는 플레이트 투 롤 공정으로 기판을 처리할 수 있다. 반면, 상기 기판 처리 장치(200)가 두 개의 롤을 포함하는 경우, 롤 투 롤 공정으로 기판을 처리할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 기판 처리 장치(200)는 롤을 포함하지 않을 수도 있으며, 이 경우 상기 기판(10)은 기판을 지지하여 일 방향으로 이동시키는 컨베이어에 의해 이동될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 감광수단 제공부(23)는 기판(10)에 포토레지스트를 도포하는 도포부를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 도포부는 블레이드를 이용하여 기판(10)에 공급된 포토레지스트를 일정 두께로 균일하게 펴 바르는 블레이딩 방식으로 포토레지스트를 기판(10)에 도포할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 도포부는 포토레지스트를 기판(10)에 분사하는 스프레잉 방식으로 기판(10)에 포토레지스트를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 감광수단 제공부(23)는 기판(10)에 감광 필름을 부착하는 부착부를 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 상기 부착부는 감광수단으로 포토레지스트 대신 감광 필름을 기판(10)에 부착하여 기판에 패턴을 전사할 수 있다. 실시예에 따라, 상기 감광수단 제공부(23)는 상기 도포부 및 상기 부착부 중 어느 하나를 포함하거나, 둘 모두를 포함할 수도 있다.
상기 노광부(24)는 원통형의 마스크를 기판(10)에 대하여 회전시키면서 마스크 내에 장착된 광원으로 기판(10)에 광을 조사하여, 마스크의 패턴을 기판(10)에 전사할 수 있다. 상기 노광부(24)에 구비된 구동부는 마스크에 연결되어, 상기 마스크가 기판(10)에 접촉하거나 기판(10)으로부터 이격되도록 마스크를 승강시킬 수 있다.
상기 구동부는, 마스크가 기판(10)에 접촉하여 회전하는 경우, 마스크의 외주면에서의 선속도(Vl)가 기판의 이동속도(Vs)와 동일하도록 마스크를 회전시킬 수 있다. 또한, 상기 구동부는, 마스크가 기판(10)으로부터 이격되어 회전하는 경우, 마스크의 외주면에서의 선속도(Vl)가 기판의 이동속도(Vs)보다 빠르거나 느리도록 마스크를 회전시킬 수 있다.
상기 현상부(25)는 기판(10)에 전사된 패턴을 현상한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 현상부(25)는 상기 광이 조사된 기판(10)을 현상액에 담금으로써 기판을 현상할 수 있다. 상기 현상부(25)는 기판(10)이 현상에 필요한 시간만큼 현상액을 지나 이동하도록 구성되어, 기판에 전사된 패턴을 현상할 수 있다.
도 22 내지 도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 현상부(25)의 단면도이다.
도 22에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 현상부(25)는 현상액(251)을 수용하는 수용부(252)를 포함할 수 있다. 상기 수용부(252)에는 기판(10)이 인입되는 인입구(253), 및 기판(25)이 인출되는 인출구(254)가 구비될 수 있다. 상기 인입구(253)를 통해 진입된 기판(10)은, 수용부(252) 내에 구비된 제 1 롤러(255)를 지나 현상액(251)을 향해 이동하며, 수용부(252) 내에서 현상액(251)에 잠기도록 구비된 제 2 롤러(256)를 지나 현상액(251) 밖을 향해 이동하며, 수용부(252) 내에 구비된 제 3 롤러(257)를 지나 인출구(254)를 통해 수용부(252) 밖으로 인출될 수 있다.
도 22에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 현상부(25)는 세 개의 롤러(255, 256, 257)를 구비하지만, 실시예에 따라 상기 현상부(25)는 그 이상의 롤러를 구비할 수도 있다. 예를 들어, 도 23에 도시된 바와 같이, 상기 현상부(25)는 현상액(251)에 잠기도록 구비된 제 2 롤러(256)를 두 개 포함하여, 기판(10)이 현상액(251)에 보다 오래 잠기도록 할 수 있다.
나아가, 도 24에 도시된 바와 같이, 상기 현상부(25)는 현상액(251)에 잠긴 제 2 롤러(256)를 셋 이상 포함하고 롤러가 배치되는 높이를 상이하게 하여, 현상액(251) 내에서 기판이 이동하는 경로를 구불구불하게 형성할 수도 있다. 그 결과, 기판(10)은 기판에 전사된 패턴이 현상되기에 충분한 시간 동안 현상액(251)에 잠길 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이동부는 기판 처리 장치(200)의 동작을 제어하는 제어부로부터 제어신호를 수신하고, 상기 제어신호에 따라 기판(10)의 이동속도를 조절할 수 있다. 일 예로, 상기 이동부가 제 1 롤(21) 및 제 2 롤(22)을 회전시키는 모터를 포함하는 경우, 모터는 상기 제어부로부터 전송된 제어신호에 따라 모터의 회전속도를 제어하여, 기판(10)이 풀리고 감기는 속도를 조절할 수 있다.
다른 예로, 상기 이동부가 기판(10)을 지지하여 일 방향으로 이동시키는 컨베이어를 포함하는 경우, 상기 컨베이어를 이동시키는 모터는 상기 제어부로부터 전송된 제어신호에 따라 모터의 회전속도를 제어하여, 컨베이어가 이동하는 속도를 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 도전성 물질 제공부(26)는 현상된 기판에 도전성 잉크를 도포하는 도전성 잉크 도포부, 및 상기 기판에 전사된 패턴을 채우고 남은 잉여 도전성 잉크를 제거하는 잉여 도전성 잉크 제거부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 잉여 도전성 잉크 제거부는, 기판으로부터 상기 잉여 도전성 잉크를 긁어내는 닥터 블레이드를 이용하여 잉여 도전성 잉크를 제거할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 상기 잉여 도전성 잉크 제거부는, 기판으로부터 상기 잉여 도전성 잉크를 떼어내는 접착 테잎을 이용하여 잉여 도전성 잉크를 제거할 수 있다. 상기 접착 테잎을 이용하는 경우, 기판에 도전성 잉크가 도포된 뒤 기판 위에 남아있는 잉여 도전성 잉크가 굳어지면, 상기 잉여 도전성 잉크 제거부는 접착 테잎을 기판 위에 부착하여 떼어냄으로써, 기판으로부터 잉여 도전성 잉크를 제거할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 잉여 도전성 잉크 제거부는, 기판으로부터 잉여 도전성 잉크를 닦아내기 위해 상기 잉여 도전성 잉크를 용해시키는 용해제를 이용할 수 있다. 상기 잉여 도전성 잉크 제거부는, 기판 위에 남아있는 잉여 도전성 잉크를 닦아낼 때, 상기 용해제를 이용하여 이미 굳어버린 잉여 도전성 잉크를 용해시켜 제거할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 잉여 도전성 잉크 제거부는 상기 닥터 블레이드, 상기 접착 테잎 및 상기 용해제 중 어느 하나만을 이용하거나, 이들을 조합하여 이용함으로써 잉여 도전성 잉크를 제거할 수도 있다. 예를 들어, 상기 잉여 도전성 잉크 제거부는, 일차적으로 닥터 블레이드를 이용하여 기판으로부터 잉여 도전성 잉크를 긁어낸 뒤, 이차적으로 접착 테잎을 이용하여 기판에 남아있는 잉여 도전성 잉크를 떼어낼 수 있다. 다른 예로, 상기 잉여 도전성 잉크 제거부는, 기판 위에서 굳어버린 잉여 도전성 잉크를 용해제로 용해시킨 뒤, 닥터 블레이드를 이용하여 기판으로부터 긁어낼 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 도전성 물질 제공부(26)는 도전성 물질을 기판에 증착시키는 증착부를 포함할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판 처리 장치(200)는 도전성 물질이 제공된 기판으로부터 감광수단을 제거하는 감광수단 제거부(27)를 더 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 기판에 도전성 물질로 형성된 도선과 함께 감광수단이 구비되어 사용되는 것이 요구되는 경우, 상기 감광수단 제거부(27)는 상기 기판으로부터 감광수단을 제거하지 않고 기판을 다음 스테이지로 통과시킬 수도 있다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 25에 도시된 바와 같이, 상기 기판 처리 방법(300)은, 기판을 이동시키는 단계(S31), 원통 형상의 마스크를 상기 기판에 대하여 회전시키는 단계(S32), 상기 마스크를 통해 기판에 광을 조사하는 단계(S33), 상기 기판과 상기 마스크 간의 간격을 변경하는 단계(S34), 및 상기 마스크를 통해 기판에 광을 조사하는 단계(S35)를 포함할 수 있다.
상기 단계(S31)는, 전술한 기판 처리 장치(200)의 이동부에 의해 수행될 수 있다. 처리 전 또는 후의 기판이 롤에 감겨 보관되는 경우, 상기 이동부는 롤을 회전시키는 모터를 포함할 수 있다. 기판이 롤 투 롤 공정으로 처리되지 않는 경우, 상기 이동부는 기판을 아래에서 지지하여 일 방향으로 이동시키는 컨베이어를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 마스크를 기판에 대하여 회전시키는 단계(S32)는, 마스크를 기판에 접촉시켜 회전시키거나 마스크를 기판으로부터 이격시켜 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판과 상기 마스크 간의 간격을 변경하는 단계(S34)는, 서로 접촉되어 있는 기판과 마스크를 분리시키는 단계를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 기판과 상기 마스크 간의 간격을 변경하는 단계(S34)는, 서로 떨어져 있는 기판과 마스크를 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 상기 기판과 상기 마스크 간의 간격을 변경하는 단계(S34)는, 서로 떨어져 있는 기판과 마스크 간의 간격을 더 벌리거나 좁히는 단계를 포함할 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 기판 처리 방법(300)은, 상기 기판과 상기 마스크 간의 간격을 변경하는 단계(S34) 후에, 마스크의 회전속도를 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 상기 기판 처리 방법(300)은, 상기 기판과 상기 마스크 간의 간격을 변경하는 단계(S34) 후에, 기판의 이동속도를 변경하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 상기 단계(S34) 후에, 마스크의 회전속도 변경과 기판의 이동속도 변경은 동시에 수행될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판 처리 방법(300)은 단계(S32) 전에, 기판에 감광수단을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 감광수단을 제공하는 단계는, 기판에 포토레지스트를 도포하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 감광수단을 제공하는 단계는, 기판에 감광 필름을 부착하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판 처리 방법(300)은 단계(S35) 후에, 기판을 현상하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판 처리 방법(300)은 기판을 현상하는 단계 후에, 현상된 기판에 도전성 물질을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 도전성 물질을 제공하는 단계는, 상기 현상된 기판에 도전성 잉크를 도포하는 단계, 및 기판 상에 남아있는 잉여 도전성 잉크를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 잉여 도전성 잉크를 제거하는 단계는, 닥터 블레이드를 이용하여 기판으로부터 잉여 도전성 잉크를 긁어내는 단계를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 잉여 도전성 잉크를 제거하는 단계는, 접착 테잎을 이용하여 기판으로부터 잉여 도전성 잉크를 떼어내는 단계를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 상기 잉여 도전성 잉크를 제거하는 단계는, 용해제로 잉여 도전성 잉크를 용해시켜 기판으로부터 닦아내는 단계를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 잉여 도전성 잉크를 제거하는 단계는, 상기 닥터 블레이드, 상기 접착 테잎 및 상기 용해제 중 어느 하나만을 이용하거나, 둘 이상을 조합하여 이용함으로써 기판으로부터 잉여 도전성 잉크를 제거할 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 도전성 물질을 제공하는 단계는, 도전성 물질을 기판에 증착시키는 단계를 포함할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판 처리 방법(300)은 도전성 물질을 제공하는 단계 후에, 도전성 물질이 제공된 기판으로부터 감광수단을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판 처리 방법(300)은, 기판을 이동시키는 단계(S31) 전에, 기판(10)과 마스크부(12)를 정렬시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 정렬 단계는 앞에서 도 16 내지 도 20을 참조로 설명한 바와 동일하다.
이상, 원통형 마스크를 기판에 대하여 회전시키면서 마스크를 통해 기판에 광을 조사하는 노광 장치, 기판 처리 장치 및 방법이 설명되었다. 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치, 기판 처리 장치 및 방법에 따르면, 기판에 패턴을 전사하기 전에 기판을 시트 형태로 절단할 필요가 없어져, 연속적인 기판 처리 공정을 구현할 수 있다. 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판 처리 공정의 수율이 개선될 수 있고, 대면적의 기판을 처리 가능하며, 기판 처리 공정의 속도가 빨라지고 비용이 절감되는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치, 기판 처리 장치 및 방법은, 상기 마스크를 기판에 접촉시켜 회전시키는 접촉모드와, 상기 마스크를 기판으로부터 이격시켜 회전시키는 이격모드로 동작할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판에 패턴을 다양한 반복 주기로 전사시킬 수 있다. 마스크를 기판으로부터 이격시켜 마스크의 회전속도를 증가시키거나 기판의 이동속도를 감소시키는 경우, 기판에 전사되는 패턴의 반복 주기는 짧아질 수 있으며, 반대로 마스크의 회전속도를 감소시키거나 기판의 이동속도를 증가시키는 경우에는, 기판에 전사되는 패턴의 반복 주기는 길어질 수 있다.

Claims (23)

  1. 기판을 이동시키는 이동부;
    원통으로 형성되고, 상기 원통의 곡면에 패턴을 가지는 마스크부;
    상기 마스크부 내부에 구비되어 상기 기판에 광을 조사하는 광원부; 및
    상기 마스크부를 회전시키며, 상기 마스크부와 상기 기판 간의 거리를 조절하도록 상기 마스크부를 이동시키는 구동부;
    를 포함하는 노광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동부는, 상기 기판을 하부에서 지지하며 기 결정된 방향으로 이동하는 컨베이어를 포함하는 노광 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크부는:
    상기 광을 투과시키는 원통형 프레임; 및
    상기 패턴이 형성되고, 상기 원통형 프레임의 외주면 상에 위치하는 패턴층;
    을 포함하는 노광 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 패턴층은:
    돌출부 및 함몰부 중 적어도 하나가 배열된 투명 시트인 노광 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 패턴층은:
    상기 광을 차단하는 불투명한 물질이 부착된 투명 필름인 노광 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 마스크부는:
    상기 패턴층 상에 위치하며, 상기 기판과 접촉 시 변형되는 쿠션층을 더 포함하는 노광 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원부는:
    상기 광을 생성하는 광원; 및
    상기 광이 상기 기판을 향하도록 반사시키는 반사부재;
    를 포함하는 노광 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 반사부재는:
    상기 광원을 둘러싸도록 배치되고, 상기 광이 상기 기판을 향해 조사되도록 상기 기판을 향하는 쪽에 슬릿이 형성되는 노광 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동부는, 상기 마스크부가 상기 기판에 접촉하거나 상기 기판으로부터 이격되도록 상기 마스크부를 승강시키는 노광 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동부는:
    상기 마스크부가 상기 기판에 접촉한 경우, 상기 마스크부의 외주면에서의 선속도가 상기 기판의 이동속도와 동일하도록 상기 마스크부를 회전시키는 노광 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동부는:
    상기 마스크부가 상기 기판으로부터 이격된 경우, 상기 마스크부의 외주면에서의 선속도가 상기 기판의 이동속도보다 빠르거나 느리도록 상기 마스크부를 회전시키는 노광 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크부 및 상기 기판에 표시된 정렬 마크를 촬영하는 촬영부; 및
    상기 마스크부에 표시된 정렬 마크와 상기 기판에 표시된 정렬 마크가 일치하도록 상기 마스크부 및 상기 기판 중 적어도 하나의 위치를 조절하는 위치 조절부;
    를 더 포함하는 노광 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 촬영부는:
    상기 기판을 노광시키기 전에 상기 마스크부의 내부로 인입되어 상기 정렬 마크를 촬영하고,
    상기 마스크부에 표시된 정렬 마크와 상기 기판에 표시된 정렬 마크가 일치하게 되면, 상기 마스크부의 외부로 인출되는 노광 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 정렬 마크는 상기 기판의 가장자리 및 상기 마스크부의 원통 가장자리에 표시되는 노광 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 위치 조절부는:
    상기 정렬 마크를 촬영하여 얻은 이미지를 처리한 결과에 따라 상기 마스크부 및 상기 기판을 지지하는 컨베이어 중 적어도 하나를 병진 또는 회전 이동시키는 노광 장치.
  16. 기판을 이동시키는 이동부;
    상기 기판에 감광수단을 제공하는 감광수단 제공부;
    상기 감광수단이 제공된 기판에 광을 조사하는 노광부;
    상기 광이 조사된 기판을 현상하는 현상부; 및
    상기 현상된 기판에 도전성 물질을 제공하는 도전성 물질 제공부;
    를 포함하며, 상기 노광부는:
    원통으로 형성되고, 상기 원통의 곡면에 패턴을 가지는 마스크부;
    상기 마스크부 내부에 구비되어 상기 기판에 광을 조사하는 광원부; 및
    상기 마스크부를 회전시키며, 상기 마스크부와 상기 기판 간의 거리를 조절하도록 상기 마스크부를 이동시키는 구동부;
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 감광수단 제공부는, 상기 기판에 포토레지스트를 도포하는 도포부를 포함하는 기판 처리 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 도포부는, 블레이딩 방식 및 스프레잉 방식 중 적어도 하나를 이용하여 상기 포토레지스트를 도포하는 기판 처리 장치.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 감광수단 제공부는, 상기 기판에 감광 필름을 부착하는 부착부를 포함하는 기판 처리 장치.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 현상부는, 상기 광이 조사된 기판을 현상액에 담금으로써 기판을 현상하는 기판 처리 장치.
  21. 제 16 항에 있어서,
    상기 도전성 물질 제공부는:
    상기 현상된 기판에 도전성 잉크를 도포하는 도전성 잉크 도포부; 및
    상기 기판에 전사된 패턴을 채우고 남은 잉여 도전성 잉크를 제거하는 잉여 도전성 잉크 제거부;
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 잉여 도전성 잉크 제거부는:
    상기 기판으로부터 상기 잉여 도전성 잉크를 긁어내는 닥터 블레이드;
    상기 기판으로부터 상기 잉여 도전성 잉크를 떼어내는 접착 테잎; 및
    상기 기판으로부터 상기 잉여 도전성 잉크를 닦아내기 위해 상기 잉여 도전성 잉크를 용해시키는 용해제;
    중 적어도 하나를 이용하는 기판 처리 장치.
  23. 제 16 항에 있어서,
    상기 도전성 물질이 제공된 기판으로부터 상기 감광수단을 제거하는 감광수단 제거부를 더 포함하는 기판 처리 장치.
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