KR100522028B1 - 분할 노광방법과 분할 노광마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노광마스크의 보상패턴 구조를 변경하여 분할 노광의 경계부에서 기판의 패턴 불량이 발생하지 않도록 하는데 목적이 있다.

상기 목적 달성을 위하여 본 발명은 분할 노광의 경계부 F에 세팅되는 각 노광마스크의 보상패턴 350,351을 대략 반 타원형의 헤드를 갖는 리벳모양으로 형성하고, 그 각각의 노광마스크의 보상패턴은 분할 노광의 경계부를 중심으로 중첩되어 타원을 이루도록 위치맞춤한다. 상기 보상패턴의 중첩부에 있어서, a1,a2,a3,a4 영역은 2회의 노광 과정에서 광을 1회만 차단하는 영역이고, b1,b2 영역은 보상패턴의 몸체부와 헤드부가 중첩되므로 광을 2회 모두 차단하는 영역이다. a1,a2,a3, a4 영역은 분할 노광의 경계부에서 회절광이 노광패턴의 단부 근방의 포토레지스트막에 도달하는 양을 적절히 조절하여 패턴불량(오목한 홈)이 발생하지 않도록 한다.

Description

분할 노광방법과 분할 노광마스크{Method of division eposure and division eposure mask}

본 발명은 대면적의 기판에 패턴을 형성하는데 있어서, 노광장치를 이용하여 노광할 수 있는 면의 싸이즈가 제한되기 때문에 기판의 영역을 분리하여 노광하는 방법으로 기판의 패턴을 형성하는 것에 관련된 것이다.

일반적으로 노광장치는 15인치 이상의 대면적의 기판을 한 번에 노광하여 패턴을 형성할 수 있도록 노광 면을 크게 구성하는 것이 바람직하지만 노광장치를 구성하는 기술상의 제한으로 인하여 노광 면의 싸이즈는 제한될 수 밖에 없다.

따라서, 대면적의 기판을 노광하기 위해서는 기판의 일부를 먼저 노광하고, 나머지 부분을 나중에 노광하는 분할 노광방법을 이용하여야 한다.

종래의 분할 노광방법은 도 1a내지 도 1d를 참고하여 설명한다.

먼저, 도 1a와 같이 투명기판 10 위에 패턴을 형성하고자하는 금속막 50이 형성되고, 금속막의 위에는 한 예로 포지형의 포토레지스트막 80이 형성되어 있는 대면적의 기판 11을 분할 노광하기 위하여 A영역과 B영역으로 구분하고, A영역의 포토레지스트막 80을 노광하기 위한 노광마스크 100을 경계선 F가 일치하도록 위치맞춤 한다.

상기 위치맞춤된 노광마스크 100에는 기판 11의 A영역의 포토레지스트막 80을 소정의 패턴으로 노광하기 위하여 노광패턴 150이 구비되어 있다.

상기 노광마스크 100은 노광패턴 150과, 분할 노광의 경계선 F를 기준으로 하여 빗금으로 표시한 160a의 영역은 광을 차단하도록 구성되고, 노광패턴과 빗금친 부분을 제외한 170a의 영역은 광을 투과하도록 구성되어 있다. 특히, 상기 노광패턴의 D의 영역 중 경계선 F를 기준으로 160a의 영역으로 돌출되는 부분은 분할 노광의 보상패턴 250으로 작용한다. 상기 노광마스크의 D의 영역은 1㎛∼2㎛ 정도의 폭을 갖도록 하고 경계선 F를 기준으로 대칭이 되는 구조가 되도록 한다. 따라서, 노광마스크의 분할 노광의 보상패턴의 폭은 분할 노광의 경계선 F를 기준으로하여 0.5㎛∼1㎛ 정도의 폭이 된다.

이어서, 상기 위치맞춤된 노광마스크 100 위에 UV 등의 광을 조사하면 광은 노광마스크 170a의 영역을 통하여 소정의 패턴으로 기판 11의 A영역을 조사하게 된다.

이어서, 도 1b와 같이 노광마스크 100을 제거하고, B영역의 포토레지스트막 80을 노광하기 위한 노광마스크 200을 경계선 F가 일치하도록 위치맞춤 한다.

상기 위치맞춤된 노광마스크 200에는 기판 11의 B영역의 포토레지스트막 80을 소정의 패턴으로 노광하기 위하여 노광패턴 151이 구비되어 있다. 상기 노광마스크 200은 노광패턴 151, 분할 노광의 경계선 F를 기준으로 하여 빗금으로 표시한 170b의 영역은 광을 차단하도록 구성되고, 노광패턴과 빗금친 부분을 제외한 160b의 영역은 광을 투과하도록 구성되어 있다. 상기 노광패턴의 D의 영역 중 경계선 F를 기준으로 170b의 영역으로 돌출되는 부분은 분할 노광의 보상패턴 251으로 작용한다.

이어서, 상기 위치맞춤된 노광마스크 200 위에 UV 등의 광을 조사하면 광은 노광마스크 160b의 영역을 통하여 소정의 패턴으로 기판 11의 B영역을 조사한다.

상기 각각의 노광마스크의 D 영역은 서로 중첩되는 부분으로써, 결국 노광마스크의 보상패턴 250,251로 기능하게 된다.

상기 A,B영역을 각각의 마스크를 이용하여 노광한 후 포토레지스트막 80을 현상하면 도 1c와 같은 구조의 포토레지스트 패턴막 81이 형성되고, 그 포토레지스트 패턴막 81을 마스크로 하여 하층의 금속막 50을 에칭하면 도 1d 구조의 금속 패턴막 51이 형성된다.

그런데, 상기 분할 노광의 보상패턴 D를 주었음에도 불구하고, 분할 노광의 경계선 F를 기준으로하여 대칭되게 오목한 홈 30이 형성된 상태로 포토레지스트 패턴막 81이 형성되므로 그 패턴막의 형상을 따라 에칭되는 금속 패턴막 51에도 오목한 홈 30이 형성된다.

상기와 같이 포토레지스트 패턴막 81에 오목한 홈 30이 형성되는 이유는 도 2와 같이 보상패턴 250,251의 단부에 투과되는 광이 회절하면서 노광패턴의 하부 영역의 포토레지스트막 80에까지 조사되기 때문이다.

상기 회절되어 들어오는 광을 1차노광, 2차노광에서 각각 50%씩 정확히 차단하고, 노광마스크 100과 200의 D가 서로 일치하는 폭을 갖는다면 이상적으로 패턴이 형성될 것이지만, 실제로는 제조공정 및 노광마스크의 위치맞춤 오차에 의하여 D영역에 회절되어 들어오는 빛을 정확히 컨트롤 할 수 없기 때문에 D영역에서 패턴의 불량이 발생한다.

즉, 포토레지스트막 80에 노광되는 광의 양이 균일할 때 포토레지스트 패턴막 81의 오목한 홈 30이 형성되지 않고 균일한 포토레지스트의 패턴이 형성되지만 노광되는 광의 양이 불균일할 때 그 불균일한 부분에서는 포토레지스트의 패턴 불량이 발생하게 되는 것이다.

따라서, 종래의 노광마스크와 같이 보상패턴이 형성된 구조에서는 분할 노광의 경계선 F 부분에서 기판의 패턴 불량이 발생하는 것을 피할 수 없게 된다.

본 발명은 종래의 문제점에 착안하여 안출된 것으로써, 노광마스크의 보상패턴 구조를 변경하여 분할 노광의 경계부에서 기판의 패턴 불량이 발생하지 않도록 하는데 목적이 있다.

상기 목적 달성을 위하여 본 발명은 분할 노광의 경계부에 위치맞춤되는 각 노광마스크의 보상패턴을 대략 반 타원형의 헤드를 갖는 리벳모양으로 형성하고, 그 각각의 노광마스크의 보상패턴은 분할 노광의 경계부를 중심으로 중첩되어 타원을 이루도록 위치맞춤 한다. 즉, 각 보상패턴의 반 타원형 헤드부는 분할 노광의 경계부를 넘어서 그 경계부를 중심으로 서로 대응하는 형태가 되도록 위치맞춤 한다.

상기 반 타원형의 헤드부에서 연장된 보상패턴의 몸체부는 반대편에 위치하는 보상패턴의 반 타원형 헤드부에 가려지도록 하고, 보상패턴의 길이는 1㎛∼2㎛ 정도로 형성한다.

본 발명은 기판 위에 형성된 포토레지스트막을 적어도 2개 이상의 영역으로 구분하고, 상기 각각의 포토레지스트의 분할 영역의 경계부에 위치맞춤되도록 보상패턴이 형성된 각각의 노광마스크를 이용하여 노광한 후, 상기 노광된 포토레지스트막을 현상하는 과정을 포함하는 기판의 분할 노광방법에 있어서,

상기 각각의 노광마스크의 보상패턴은 인접하는 영역의 보상패턴의 위치맞춤부와 서로 중첩되어 타원을 이루는 형태가 되도록 위치맞춤되는 것을 특징으로한다.

상기 보상패턴의 위치맞춤에 의하여 형성되는 타원부는 노광패턴의 폭보다 크게 형성되는 것을 특징으로한다.

또한, 본 발명은 적어도 2개 이상으로 영역이 구분된 포토레지스트의 영역 경계부에 위치맞춤되도록 보상패턴이 형성된 각각의 분할 노광마스크에 있어서,

상기 각각의 분할 노광마스크의 보상패턴은 반 타원형의 헤드부에 몸체가 연결된 리벳모양으로 구성되고, 상기 보상패턴의 몸체는 노광마스크의 노광패턴의 단부에서 연장되도록 구성되는 것을 특징으로한다.

이하에 본 발명의 분할 노광방법과 분할 노광마스크의 구조 및 작용 등을 상세히 설명한다.

본 발명의 도면에 있어서, 종래와 동일 구성요소에 대하여는 동일부호를 적용한다.

먼저, 도 3a와 같이 투명기판 10위에 패턴을 형성하고자하는 금속막 50이 형성되고, 금속막의 위에는 한 예로 포지형의 포토레지스트막 80이 형성되어 있는 대면적의 기판 11을 분할 노광하기 위하여 A영역과 B영역으로 구분하고, A영역의 포토레지스트막 80을 노광하기 위한 노광마스크 100을 경계선 F가 서로 일치하도록 위치맞춤 한다.

상기 위치맞춤된 노광마스크 100에는 기판 11의 A영역의 포토레지스트막 80을 소정의 패턴으로 노광하기 위하여 노광패턴 150이 구비되어 있다.

상기 노광마스크 100은 노광패턴 150과, 분할 노광의 경계선 F를 기준으로 하여 빗금으로 표시한 160a의 영역은 광을 차단하도록 구성되고, 노광패턴과 빗금친 부분을 제외한 170a의 영역은 광을 투과하도록 구성되어 있다. 특히, 경계선 F근방에 반 타원의 헤드부와 몸체부로 구성된 리벳형상의 보상패턴 350이 노광패턴 150의 한 단부에서 연장되도록 형성된다.

보상패턴 350의 폭 즉, 노광패턴의 단부에서 연정된 D의 폭 중 경계선 F를 기준으로 160a의 영역으로 돌출되는 반 타원 부분과 170a 영역으로 돌출되는 몸체부가 분할 노광의 보상패턴으로 작용한다. 상기 노광마스크의 D의 폭은 1㎛∼2㎛ 정도의 폭을 갖도록 하고 경계선 F를 기준으로 대칭이 되는 구조가 되도록 한다. 따라서, 보상패턴의 반 타원부와 몸체부는 형성폭이 같게 된다.

이어서, 상기 위치맞춤된 노광마스크 100 위에 UV 등의 광을 조사하면 광은 노광마스크 170a의 영역을 통하여 소정의 패턴으로 기판 11의 A영역을 조사하게 될 것이다. 상기와 같은 과정을 거친 후 노광마스크 100을 제거하고, 또, 도 3b와 같이 B영역의 포토레지스트막 80을 노광하기 위한 노광마스크 200을 경계선 F가 일치하도록 위치맞춤 한다.

상기 위치맞춤된 노광마스크 200에는 기판 11의 B영역의 포토레지스트막 80을 소정의 패턴으로 노광하기 위하여 노광패턴 151이 구비되어 있다. 상기 노광마스크 200은 노광패턴 151, 분할 노광의 경계선 F를 기준으로 하여 빗금으로 표시한 170b의 영역은 광을 차단하도록 구성되고, 노광패턴과 빗금친 부분을 제외한 160b의 영역은 광을 투과하도록 구성되어 있다. 상기 노광마스크 200에 있어서도 노광마스크 100과 동일한 반 타원의 헤드부와 몸체부로 구성된 리벳형상의 보상패턴 351이 노광패턴 151의 한 단부에서 연장되도록 형성된다.

이어서, 상기 위치맞춤된 노광마스크 200 위에 UV 등의 광을 조사하면 광은 노광마스크 160b의 영역을 통하여 소정의 패턴으로 기판 11의 B영역을 조사하게 될 것이다.

결국, 상기 노광마스크의 보상패턴의 D영역은 노광공정을 달리하더라도 인접하는 분할 노광영역 즉, A와 B의 경계선 근방에서 서로 중첩되는 형태가 된다.

즉, 도 4와 같이 각각의 노광마스크의 보상패턴 150,151이 분할 노광의 경계선 F를 중심으로 대칭이 되도록 중첩됨으로써 중첩부 D의 영역에 타원형의 형태의 보상패턴이 형성된다. 상기 보상패턴의 중첩부에 있어서, a1,a2,a3,a4 영역은 2회의 노광 과정에서 광을 1회만 차단하는 영역이고, b1,b2 영역은 보상패턴의 몸체부와 헤드부가 중첩되기 때문에 광을 2회 모두 차단하는 영역이다.

그러므로, 상기 A,B영역을 각각의 마스크를 이용하여 노광한 후 포토레지스트막 80을 현상하면 도 3c와 같이 불량이 발생하지 않은 이상적인 구조의 포토레지스트 패턴막 81이 형성되고, 그 포토레지스트 패턴막 81을 마스크로 하여 하층의 금속막 50을 에칭하면 도 3d 구조의 금속 패턴막 51이 형성된다.

본 발명은 이상의 설명에서 알수 있는 바와 같이 형성하고자 하는 패턴의 외부로 a1,a2,a3,a4 영역에 의하여 구성되는 노광마스크의 보상패턴을 형성하여 줌으로써, 분할 노광의 경계부에서 회절광이 노광패턴의 단부 근방의 포토레지스트막에 도달하는 양을 적절히 조절할 수 있도록 하고, 이에 따라 기술자가 의도하는 패턴이 형성되도록 한다.

본 발명은 분할 노광에 이용되는 각각의 노광마스크에 리벳형상의 보상패턴을 형성하고, 상기 리벳형상의 보상패턴이 각각 중첩되는 형태로 노광한 후, 포토레지스트막 80을 현상하면 종래의 구조와는 달리 분할 노광의 경계부에서 오목한 홈 등의 패턴불량이 발생하지 않고, 기술자가 의도하는 정확한 금속 패턴막 51을 얻을 수 있는 효과가 있다.

도 1a 내지 도 1d는 일반적인 TFT어레이 기판의 제조공정 사시도이고,

도 2는 도 1의 단면도이고,

도 3a∼도 3e는 본 발명의 TFT어레이 기판의 제조공정 사시도이고,

도 4는 본 발명의 분할 노광방법을 설명하기 위한 모식도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 투명기판 50 금속막

51 금속 패턴막 80 포토레지스트막

81 포토레지스트 패턴막 100,200 노광마스크

150,151 노광패턴

250,251,350,351 보상패턴

Claims (4)

1. 기판 위에 형성되고, 경계선에 의해 둘 이상의 제 1 및 제 2 영역으로 구분되어진 포토레지스트막을 분할 노광하기 위한 기판의 분할 노광 방법으로서,

   a)제 1 분할 노광 마스크를 이용하여, 상기 제 1 영역에 대응되며 적어도 일끝단이 상기 경계선과 일치된 제 1 노광패턴 그리고 상기 제 1 노광패턴 일 끝단으로부터 보다 큰 폭을 나타내면서 상기 제 2 영역으로 확장된 반원형상의 제 1 보상패턴을 노광하는 단계와;

   b)제 2 분할 노광 마스크를 이용하여, 상기 제 2 영역에 대응되며 적어도 일 끝단이 상기 경계선과 일치된 상태로 상기 제 1 노광패턴 일 끝단과 연결되는 제 2 노광패턴 그리고 상기 제 2 노광패턴 일 끝단으로부터 보다 큰 폭을 나타내면서 상기 제 1 영역으로 확장되어 상기 제 1 노광패턴 일 끝단에 중첩되는 반원형상의 제 2 보상패턴을 노광하는 단계

   를 포함하여, 상기 제 1 및 제 2 보상패턴은 상기 경계선에 의해 이등분되는 타원형상을 나타내도록 하는 기판의 분할 노광방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 a)단계는 상기 제 1 영역을 제외한 나머지 영역으로 입사되는 빛을 차폐하는 단계를 더욱 포함하고,

   상기 b)단계는 상기 제 2 영역을 제외한 나머지 영역으로 입사되는 빛을 차폐하는 단계를 더욱 포함하는 기판의 분할 노광방법.
3. 기판 위에 형성되고 경계선에 의해 제 1 및 제 2 영역으로 구분된 포토레지스트막을 분할 노광하기 위한 기판의 분할 노광마스크로서,

   상기 제 1 영역에 대응되고 적어도 일 끝단이 상기 경계선에 일치되는 노광패턴과;

   상기 노광패턴 일 끝단으로부터 이보다 큰 폭을 나타내도록 확장 연장되어 상기 제 2 영역에 대응되는 반타원 형상의 보상패턴

   을 포함하는 분할 노광마스크.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 보상패턴은 상기 제 2 영역으로 0.5 내지 1㎛ 확장된 분할 노광 마스크.