(57)【要約】【課題】  スキャン時間及びスキャン距離を短縮することで生産費用の節減及び露光の正確性向上をもたらし、多様な大きさの露光領域を有する基板に対して迅速に露光を行える露光装置及びその制御方法を提供する。【解決手段】  互いに異なる位置の露光領域にパターン光を照射し、相互間の離隔距離が調節される複数の光学モジュール集合アセンブリーを含んで露光装置を構成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる位置の露光領域にパターン光を照射し、相互間の離隔距離が調節される複数の光学モジュール集合アセンブリーを含むことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記複数の光学モジュール集合アセンブリーには、基板のオーバーレイ整列のためのオーバーレイ計測部がそれぞれ設置されることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記複数の光学モジュール集合アセンブリーは、互いに異なるパターン光を照射することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項４】
前記複数の光学モジュール集合アセンブリーの離隔距離が調節されるように、前記複数の光学モジュール集合アセンブリーが設置される複数のゲート構造物の離隔距離を調節する離隔距離調節部を含むことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項５】
互いに異なる位置の露光領域にパターン光を照射する複数の光学モジュール集合アセンブリーと；
前記複数の光学モジュール集合アセンブリーの離隔距離を調節する離隔距離調節部と；
前記複数の光学モジュール集合アセンブリーの離隔距離データと、複数の光学モジュール集合アセンブリーが照射するパターン光データとを含む露光方式が保存されるマスクスタックライブラリと；
前記マスクスタックライブラリに保存される前記露光方式の前記複数の光学モジュール集合アセンブリーの離隔距離データと、複数の光学モジュール集合アセンブリーが照射するパターン光データとを用いて、前記複数の光学モジュール集合アセンブリー及び離隔距離調節部を制御する制御部と；を含むことを特徴とする露光装置。
【請求項６】
前記マスクスタックライブラリには、基板の移送方向を基準にして前記複数の光学モジュール集合アセンブリーのうち前方に位置した光学モジュール集合アセンブリーが基板前方の前方露光領域の開始点に位置し、前記複数の光学モジュール集合アセンブリーのうち後方に位置した光学モジュール集合アセンブリーが基板後方の後方露光領域の開始点に位置した場合、前記複数の光学モジュール集合アセンブリーの間の距離に定義されるハイブリッド離隔距離データを含むハイブリッド露光方式が保存されることを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
【請求項７】
露光方式が変更されたかどうかを判断する段階と；
露光方式が変更された場合、変更された露光方式によって複数の光学モジュール集合アセンブリーの離隔距離を調節する段階と；を含むことを特徴とする露光装置の制御方法。
【請求項８】
露光方式が変更された場合、前記複数の光学モジュール集合アセンブリーが前記変更された露光方式によるパターン光を照射する段階を含むことを特徴とする請求項７に記載の露光装置の制御方法。
【請求項９】
露光方式が変更された場合、前記複数の光学モジュール集合アセンブリーの離隔距離を調節して前記基板のオーバーレイを計測する基板スキャン段階を含むことを特徴とする請求項７に記載の露光装置の制御方法。
【請求項１０】
前記複数の光学モジュール集合アセンブリーの離隔距離調節においては、前記複数の光学モジュール集合アセンブリーの離隔距離を、前記基板の長辺を前記複数の光学モジュール集合アセンブリーの個数で割った離隔距離に調節することを特徴とする請求項９に記載の露光装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置及びその制御方法に関するもので、より詳細には、スキャン時間及びスキャン距離を短縮することで生産費用の節減及び露光の正確性向上をもたらし、多様な大きさの露光領域を有する基板に対して迅速に露光を行える露光装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体基板や、液晶表示装置及びプラズマ表示装置のガラス基板など（以下、‘基板'という。）に形成される感光材料に光を照射してパターンを描画する方法として、プロキシミティー露光方式及びステップ露光方式などのように感光材料にマスクパターンを転写する方法が知られている。
【０００３】
プロキシミティー露光方式では、描画されるパターンに対応する開口が形成された基板と同じ大きさのマスクを基板に近接させて光を照射し、基板上の感光材料にマスクパターンを一括転写する。ステップ露光方式では、マスクパターンの投影及びマスクパターンの移動を交互に繰り返すことで基板全体にパターンの描画を行う。
【０００４】
近来における平板表示装置のパネル及びカラーフィルターなどの基板製造装置の市場では、基板に形成されるパターンの高精細化及び基板の大型化に対する対応が強く要求されている。マスクパターンを感光材料に一括転写するプロキシミティー露光方式では、マスクと基板を近接させて光を照射するので、パターンの高精細化及び基板の大型化に対応するために大型化及び高精細化した高価のマスク製作が要求されるという短所がある。そして、プロキシミティー露光方式及びステップ露光方式では、描画されるパターンのピッチ及び幅の変更に柔軟に対応できないという短所がある。
【０００５】
最近、上述したプロキシミティー露光方式及びステップ露光方式の短所を克服する方案として、特許文献１では、基板の上側に配置されるデジタルマイクロミラーデバイスが、レーザー光源から照射されるレーザーを基板に向かって反射させる描画方式を提案している。
【０００６】
一方、特許文献１で提示される露光装置は、一つの光学モジュール集合アセンブリーを備えている。このような露光装置は、一つの光学モジュール集合アセンブリーに設置されるオーバーレイ計測部が基板のオーバーレイを計測するように、オーバーレイ計測部によって基板を完全にスキャンした後、一つの光学モジュール集合アセンブリーを用いて基板を露光する。
【特許文献１】韓国特許公開第２００５−００１２１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１で提示される露光装置においては、一つの光学モジュール集合アセンブリー及び一つのオーバーレイ計測部を備えているので、基板のオーバーレイ計測のためのスキャン時間が長くなり、スキャンのための基板の移動距離が増加することで、設置台の大きさを増加させるための費用が増加し、結果として生産費用が増加するという短所がある。
【０００８】
また、長いスキャン距離によって誤差パラメータが増加することで、露光の正確性が低下するという短所がある。
【０００９】
また、多様な大きさの露光領域（以下、露光領域は、基板上で露光が行われるべき領域を意味する。）を有する基板に対して露光を行うとき、時間が長く所要されるという短所がある。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、スキャン時間及びスキャン距離を短縮することで生産費用の節減及び露光の正確性向上をもたらし、多様な大きさの露光領域を有する基板に対して迅速に露光を行える露光装置及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記のような本発明の課題を解決するために、本発明に係る露光装置は、互いに異なる位置の露光領域にパターン光を照射し、相互間の離隔距離が調節される複数の光学モジュール集合アセンブリーを含む。
【００１２】
ここで、前記複数の光学モジュール集合アセンブリーには、基板のオーバーレイ整列のためのオーバーレイ計測部がそれぞれ設置される。
【００１３】
そして、前記複数の光学モジュール集合アセンブリーは、互いに異なるパターン光を照射する。そして、前記複数の光学モジュール集合アセンブリーの離隔距離が調節されるように、前記複数の光学モジュール集合アセンブリーが設置される複数のゲート構造物の離隔距離を調節する離隔距離調節部を含む。
【００１４】
他の側面において、上記のような本発明の課題を解決するために、本発明に係る露光装置は、互いに異なる位置の露光領域にパターン光を照射する複数の光学モジュール集合アセンブリーと；前記複数の光学モジュール集合アセンブリーの離隔距離を調節する離隔距離調節部と；前記複数の光学モジュール集合アセンブリーの離隔距離データと、複数の光学モジュール集合アセンブリーが照射するパターン光データとを含む露光方式が保存されるマスクスタックライブラリと；前記マスクスタックライブラリに保存される前記露光方式の前記複数の光学モジュール集合アセンブリーの離隔距離データと、複数の光学モジュール集合アセンブリーが照射するパターン光データとを用いて、前記複数の光学モジュール集合アセンブリー及び離隔距離調節部を制御する制御部と；を含む。
【００１５】
ここで、前記マスクスタックライブラリには、基板の移送方向を基準にして前記複数の光学モジュール集合アセンブリーのうち前方に位置した光学モジュール集合アセンブリーが基板前方の前方露光領域の開始点に位置し、前記複数の光学モジュール集合アセンブリーのうち後方に位置した光学モジュール集合アセンブリーが基板後方の後方露光領域の開始点に位置した場合、前記複数の光学モジュール集合アセンブリーの間の距離に定義されるハイブリッド離隔距離データを含むハイブリッド露光方式が保存される。
【００１６】
一方、上記のような本発明の課題を解決するために、本発明に係る露光装置の制御方法は、露光方式が変更されたかどうかを判断する段階と；露光方式が変更された場合、変更された露光方式によって複数の光学モジュール集合アセンブリーの離隔距離を調節する段階とを含む。
【００１７】
ここで、露光方式が変更された場合、前記複数の光学モジュール集合アセンブリーが前記変更された露光方式によるパターン光を照射する段階を含む。
【００１８】
そして、露光方式が変更された場合、前記複数の光学モジュール集合アセンブリーの離隔距離を調節して前記基板のオーバーレイを計測する基板スキャン段階を含む。
【００１９】
ここで、前記複数の光学モジュール集合アセンブリーの離隔距離調節においては、前記複数の光学モジュール集合アセンブリーの離隔距離を、前記基板の長辺を前記複数の光学モジュール集合アセンブリーの個数で割った離隔距離に調節する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る露光装置及びその制御方法においては、スキャン時間及びスキャン距離を短縮することで生産費用の節減及び露光の正確性向上をもたらし、多様な大きさの露光領域を有する基板に対して迅速に露光を行えるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付された図面を参照しつつ、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。
【００２２】
図１乃至図４を参照すると、真空チャンバーに設置される本発明に係る露光装置１は、四隅の下方に延長される支持台２０によって支持される設置台１０と、上面に基板Ｗが載置され、設置台１０の長辺方向に移動可能に設置されるステージ４０と、設置台１０の上面に設置され、ステージ４０を移動するステージ駆動部７０と、設置台１０の上面に設置され、ステージ４０の移動方向をガイドするステージガイド部３０と、‘コ'状を有して、両端部が離隔距離調節部２００のガイドレール２３０に移動可能に載置される複数のゲート構造物５０ａ，５０ｂと、ステージ４０に載置される基板Ｗにパターン光を照射するために、複数のゲート構造物５０ａ，５０ｂの一側にそれぞれ設置される複数の光学モジュール集合アセンブリー１００ａ，１００ｂと、複数の光学モジュール集合アセンブリー１００ａ，１００ｂにそれぞれ設置され、基板Ｗのオーバーレイを計測するための複数のオーバーレイ計測部６０ａ，６０ｂと、複数の光学モジュール集合アセンブリー１００ａ，１００ｂに光を提供する光源３００と、複数の光学モジュール集合アセンブリー１００ａ，１００ｂの離隔距離が調節されるように複数のゲート構造物５０ａ，５０ｂの隔離距離を調節する離隔距離調節部２００と、露光装置１を全般的に制御する制御部４００とを含む。
【００２３】
複数のオーバーレイ計測部６０ａ，６０ｂは、基板Ｗに形成されたオーバーレイを計測して制御部４００に提供し、基板Ｗ上の正確な位置にパターン光を照射させる役割をする。すなわち、オーバーレイ計測部６０ａ，６０ｂは、ステージ４０に載置されてゲート構造物５０ａ，５０ｂを通過しながら移動する基板Ｗの上面に形成されたオーバーレイを計測する。その結果、制御部４００は、計測されたオーバーレイを用いて基板Ｗを整列することができる。
【００２４】
一方、複数のオーバーレイ計測部６０ａ，６０ｂが光学モジュール集合アセンブリー１００ａ，１００ｂにそれぞれ設置されることで、オーバーレイを計測するスキャンのためのステージ４０の移動距離が短縮され、結果として設置台１０の大きさを減少させることができる。
【００２５】
光源３００は、半導体レーザー及びその半導体レーザーから出射される光を調節する光学系を含み、光繊維３１０を用いてレーザー光を光学モジュール集合アセンブリー１００ａ，１００ｂの光学モジュール１０５の入射側に提供する。
【００２６】
複数の光学モジュール集合アセンブリー１００ａ，１００ｂは、マトリックス形態に配列され、パターン光の出射部分とステージ４０に載置される基板Ｗとが対向する複数の光学モジュール１０５からなる。
【００２７】
複数の光学モジュール１０５は、光繊維３１０の光出射端３１１から出射された光を補正してミラー１２０に出射する補正レンズ系１１０と、補正レンズ系１１０から出射される光を光変調器１３０に反射するミラー１２０と、ミラー１２０から反射される光を部分的に異なる反射角で反射し、一定のパターンを有するパターン光を反射させる光変調器１３０と、光変調器１３０から反射されたパターン光を基板Ｗの露光面１６０に結像させる集光レンズ系１４０とからなる。
【００２８】
補正レンズ系１１０は、光出射端３１１から出射された光を均一にするための第１補正レンズ１１１と、第１補正レンズ１１１を通過した光をミラー１２０に集光させる第２補正レンズ１１２とからなる。その結果、光出射端３１１から出射された光は、均一な光量分布を有してミラー１２０に入射されるようになる。
【００２９】
ミラー１２０は、一面が反射面として形成され、補正レンズ系１１０を通過した光を光変調器１３０に反射する。
【００３０】
光変調器１３０は、一般的に知られたマトリックス形態で配列される複数の光変調素子１３１からなる。
【００３１】
一方、光変調素子１３１は、メモリーセル上に支持される支持部と、支持部の上端に設置される微小ミラーからなり、メモリーセルの駆動によって微小ミラーの傾斜角が変化され、光変調素子１３１に入射される光の反射方向が調節される。このように光変調素子１３１の微小ミラーの傾斜角が変化されることで、光変調器１３０は、一定のパターンを有するパターン光を集光レンズ系１４０に反射する。
【００３２】
集光レンズ系１４０は、第１集光レンズ１４１及び第２集光レンズ１４２からなり、第１集光レンズ１４１と第２集光レンズ１４２との間の距離が調節されることで、集光レンズ系１４０を通過したパターン光の結像位置が調節されるようになる。このような集光レンズ系１４０は、光変調器１３０から反射されるパターン光を基板Ｗの露光面１６０に入射させる役割をする。その結果、露光領域ＥＷの露光面１６０に形成される感光材は硬化または軟化される。
【００３３】
一方、上述した複数の光学モジュール集合アセンブリー１００ａ，１００ｂが制御部４００によってそれぞれ制御され、ステージ４０に載置される基板Ｗの露光領域ＥＷにそれぞれ異なるパターン光が照射されることで、露光装置１は分割露光を行えるようになる。
【００３４】
離隔距離調節部２００は、ゲート構造物５０ａ，５０ｂの脚５１ａ，５１ｂを移動可能に支えるガイドレール２３０と、ゲート構造物５０ａ，５０ｂの脚５１ａ，５１ｂに回転可能にスクリュー結合されるスクリューロッド２２０と、スクリューロッド２２０を回転する隔離距離調節駆動部２１０とを含む。
【００３５】
スクリューロッド２２０は、略中央部分を基準にして、一側には右ねじまたは左ねじが形成され、他側には一側に形成されたねじと異なる方向のねじが形成される。ゲート構造物５０ａ，５０ｂの脚５１ａ，５１ｂには、スクリューロッド２２０の両側に対応するねじホール５２ａ，５２ｂが形成される。スクリューロッド２２０が何れか一方向に回転すると、スクリューロッド２２０の両側がねじホール５２ａ，５２ｂに締め付けられ、他方向に回転すると、スクリューロッド２２０の両側がねじホール５２ａ，５２ｂから外れる。その結果、スクリューロッド２２０の回転方向及び回転量を用いてゲート構造物５０ａ，５０ｂの離隔距離を調節することができる。
【００３６】
一方、上述した離隔距離調節部２００は、上記で説明される構成または手段に限定されるものでなく、ゲート構造物５０ａ，５０ｂの離隔距離が調節されうる如何なる手段も利用可能である。
【００３７】
制御部４００の入力側には、オペレーターの選択による露光方式を入力するための入力部４１０と、露光方式によるデータを保存するマスクスタックライブラリ４２０と、基板Ｗのオーバーレイを計測し、計測されたオーバーレイを制御部４００に提供するオーバーレイ計測部６０ａ，６０ｂとが提供される。そして、制御部４００の出力側には、複数の光学モジュール集合アセンブリー１００ａ，１００ｂ、ステージ駆動部７０、離隔距離調節部２００及び光源３００が提供される。
【００３８】
入力部４１０を用いることで、オペレーターは制御部４００に命令を入力することができる。
【００３９】
マスクスタックライブラリ４２０は、露光方式による複数の光学モジュール集合アセンブリー１００ａ，１００ｂの隔離距離データと、露光方式による複数の光学モジュール集合アセンブリー１００ａ，１００ｂが照射すべきパターン光データとを保存し、これを制御部４００の要請によって提供する。
【００４０】
一方、制御部４００は、オーバーレイ計測部６０ａ，６０ｂから入力される計測された基板Ｗのオーバーレイを用いて基板Ｗを整列する。
【００４１】
そして、制御部４００は、マスクスタックライブラリ４２０が提供する露光方式による複数の光学モジュール集合アセンブリー１００ａ，１００ｂの隔離距離データと、露光方式による複数の光学モジュール集合アセンブリー１００ａ，１００ｂが照射すべきパターン光データとを用いて、複数の光学モジュール集合アセンブリー１００ａ，１００ｂ及び離隔距離調節部２００を制御する。
【００４２】
以下、本発明に係る露光装置の制御方法に対し、図面に基づいて説明する。
【００４３】
まず、制御部４００は、露光方式が変更されたかどうかを判断する（５１０）。すなわち、オペレーターが入力部４１０を通して新しい露光方式を選択し、入力部４１０から新しい露光方式命令が入力されるかどうかを判断する。
【００４４】
ここで、露光方式としては、ハイブリッド露光方式、分割露光方式及び重複露光方式が提案される。ハイブリッド露光方式は、露光装置１が幅の異なる複数の露光領域を有する基板に露光を行うように露光領域の幅が考慮され、複数の光学モジュール集合アセンブリー１００ａ，１００ｂの離隔距離が調節された状態で露光を行う方式である。重複露光方式は、露光装置１の複数の光学モジュール集合アセンブリー１００ａ，１００ｂのうち一部が基板Ｗ上の露光領域に充分な露光を行えない場合、基板Ｗ上の露光領域が充分に露光されるように、露光領域に同一のパターン光を照射する光学モジュール集合アセンブリーの個数を増加させて露光を行う方式である。分割露光方式は、露光装置１の複数の光学モジュール集合アセンブリー１００ａ，１００ｂの一部が、選択されたパターン光を露光領域に照射させ、他の一部が、選択されたパターン光と異なるパターン光を露光領域ＥＷに照射させる露光方式である。
【００４５】
このとき、露光方式が変更されていない場合、露光装置１は、既存の露光方式によって露光を行う（５２０）。
【００４６】
その次に、制御部４００は、露光遂行終了条件であるかどうかを判断し（５４０）、露光遂行終了条件でない場合、継続的に露光遂行終了条件であるかどうかを判断し、露光遂行終了条件であると終了する。
【００４７】
上記の５１０段階で露光方式が変更されている場合、
露光装置１は、変更された露光方式による露光を行う（５３０）。
【００４８】
すなわち、制御部４００は、露光装置１が露光を行っているかどうかを判断し、露光装置１が露光を行っていない場合、直ちに後続段階に進行し、露光装置１が露光を行っている場合、その露光を停止して後続段階に進行する（５３１）。
【００４９】
その次に、制御部４００は、変更された露光方式に対応する離隔距離データ及びパターン光データをマスクスタックライブラリ４２０に要請する（５３１）。これによって、マスクスタックライブラリ４２０は、制御部４００が要請する変更された露光方式の離隔距離データ及びパターン光データを制御部４００に提供し、制御部４００は、変更された露光方式の離隔距離データ及びパターン光データを受信する（５３２）。
【００５０】
その次に、制御部４００は、基板整列のためにステージ４０を移動させ、オーバーレイ計測部６０ａ，６０ｂを通して基板Ｗのオーバーレイを計測するためのスキャンを行う（５３３）。このとき、制御部４００は、離隔距離調節部２００に制御信号を供給し、複数の光学モジュール集合アセンブリー１００ａ，１００ｂの離隔距離Ｄを、基板Ｗの長辺を複数の光学モジュール集合アセンブリー１００ａ，１００ｂの個数で割った離隔距離にする。その結果、ステージ４０の移動距離が短縮される。そして、制御部４００は、計測されたオーバーレイを用いて基板Ｗを整列する（５３４）。
【００５１】
その次に、制御部４００は、変更された露光方式の離隔距離データ及びパターン光データによって離隔距離調節部２００が複数の光学モジュール集合アセンブリー１００ａ，１００ｂの離隔距離Ｄを調節するように制御し（５３５）、変更された露光方式のパターン光データによるパターン光を複数の光学モジュール集合アセンブリー１００ａ，１００ｂが照射するように制御する（５３６）。
【００５２】
すなわち、変更された露光方式がハイブリッド露光方式であると、図６Ａに示すように、制御部４００は、離隔距離調節部２００に制御信号を供給し、複数の光学モジュール集合アセンブリー１００ａ，１００ｂの離隔距離Ｄをハイブリッド露光方式によるハイブリッド離隔距離Ｄ１に調節する（５３５）。
【００５３】
ここで、ハイブリッド離隔距離Ｄ１は、基板Ｗの移送方向を基準にして前方に位置した光学モジュール集合アセンブリー１００ａが基板Ｗ前方の前方露光領域ＥＷ１０の開始点に位置し、後方に位置した光学モジュール集合アセンブリー１００ｂが基板Ｗ後方の後方露光領域ＥＷ２０の開始点に位置した場合、複数の光学モジュール集合アセンブリー１００ａ，１００ｂの間の距離に定義される。
【００５４】
その次に、制御部４００は、ステージ４０を移動させ、ステージ４０が基板Ｗを移送しながら、複数の光学モジュール集合アセンブリー１００ａ，１００ｂが同一のパターン光を照射するように制御する（５３６）。
【００５５】
そして、変更された露光方式が分割露光方式であると、図６Ｂに示すように、制御部４００は、複数の光学モジュール集合アセンブリー１００ａ，１００ｂの離隔距離Ｄを最短距離Ｄ２に調節し（５３５）、複数の光学モジュール集合アセンブリー１００ａ，１００ｂが互いに異なるパターン光を照射するように制御する（５３６）。
【００５６】
そして、変更された露光方式が重複露光方式であると、図６Ｃに示すように、制御部４００は、複数の光学モジュール集合アセンブリー１００ａ，１００ｂの離隔距離Ｄを最短距離Ｄ３に調節し（５３５）、複数の光学モジュール集合アセンブリー１００ａ，１００ｂが互いに同一のパターン光を照射するように制御する（５３６）。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る露光装置を示した概略図である。
【図２】本発明に係る光学モジュール集合アセンブリーを示した概略図である。
【図３】本発明に係る光学モジュールの構成及び作用を説明するための概略図である。
【図４】本発明に係る露光装置の制御系統を示したブロック図である。
【図５】本発明に係る露光装置の制御手順を示したフローチャートである。
【図６Ａ】本発明に係る露光装置の作用を説明するための図である。
【図６Ｂ】本発明に係る露光装置の作用を説明するための図である。
【図６Ｃ】本発明に係る露光装置の作用を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５８】
５０ａ，５０ｂ  ゲート構造物
２００  離隔距離調節部
１００ａ，１００ｂ  光学モジュール集合アセンブリー
【図１】
2009104110.tif 000003
【図２】
2009104110.tif 000004
【図３】
2009104110.tif 000005
【図４】
2009104110.tif 000006
【図５】
2009104110.tif 000007
【図６Ａ】
2009104110.tif 000008
【図６Ｂ】
2009104110.tif 000009
【図６Ｃ】
2009104110.tif 000010