KR100686238B1

KR100686238B1 - 기판의 정렬 키 및 이를 이용한 기판의 정렬 방법

Info

Publication number: KR100686238B1
Application number: KR1020000050545A
Authority: KR
Inventors: 문중현
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2000-08-29
Filing date: 2000-08-29
Publication date: 2007-02-22
Also published as: KR20020017319A

Abstract

본 발명은 기판의 정렬 키 및 이를 이용한 기판의 정렬 방법에 관한 것으로, 기판의 오정렬을 최소화하기 위하여, 기판에 구멍으로 이루어진 정렬 키를 형성함으로써, 정렬 키의 프로파일에 의존하지 않고 기판의 정렬 작업을 진행한다.

본 발명에 따른 기판의 정렬 키는 기판의 소정 위치에 형성된 구멍으로 이루어진다. 그리고, 이러한 기판의 정렬 키를 이용하여 기판을 정렬하기 위하여, 광로에서 센서에 도달하는 광로에 정렬 키가 위치하도록 기판을 로딩시키고, 이 광로를 지나는 정렬용 광을 조사한다. 이어, 센서에 도달되는 정렬용 광과 기준 광을 비교하여, 두 광의 위상이 동일하면 기판에 본 노광 작업을 진행하고, 동일하지 않으면 기판을 재정렬한다.

정렬 키, 구멍, 위상, 정렬용 광

Description

기판의 정렬 키 및 이를 이용한 기판의 정렬 방법{ALIGNMENT KEY IN PANEL AND METHOD FOR ALIGNING THE PANEL USING THE KEY}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판의 정렬 키의 개략도이고,

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판의 정렬 방법을 설명하기 위한 도면이고,

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판의 정렬 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 기판의 정렬 키(alignment key) 및 이를 이용한 기판의 정렬 방법에 관한 것으로 특히, 리소그래피(lithography) 기술에서 노광 작업에 사용되는 기판의 정렬 키 및 이를 이용한 기판의 정렬 방법에 관한 것이다.

리소그래피는 원하는 회로를 미세하게 가공하여 고집적도를 달성하는 반도체 제조의 핵심 기술로, 노광 작업을 통하여 마스크(mask) 패턴을 패터닝하는 공정과 이 패턴을 이용하여 하부막을 가공하는 공정으로 나눌 수 있다.

노광 작업시 기판을 정렬시키기 위한 기술로 플래이트 정렬(plate alignment)법이 있는데, 정렬 키의 패턴에서 회절되는 회절 광을 정렬 신호로 검출한 후, 이 신호에 의하여 기판의 정렬 작업을 진행한다.

그러나, 이러한 기판의 정렬 방식은 정렬 키의 프로파일에 의존하기 때문에 패턴의 프로파일이 다를 경우, 특히 좌우 프로파일이 심하게 다르게 형성될 경우, 기판의 정렬이 정확하다 하더라도 회절 광의 신호가 이동되면서 마치 기판이 오정렬된 것처럼 해독되어 강제 보정이 발생하게 되는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기판의 오정렬을 최소화할 수 있는 기판의 정렬 키 및 이를 이용한 기판의 정렬 방법을 제공하고자 한다.

이러한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 기판에 구멍으로 이루어진 정렬 키를 형성함으로써, 정렬 키의 프로파일에 의존하지 않고 기판의 정렬 작업을 진행한다.

상세하게, 본 발명에 따른 기판의 정렬 키는 기판의 소정 위치에 형성된 구멍으로 이루어진다. 여기서, 구멍은 1~2㎛ 정도의 크기를 가지는 것이 바람직하다. 이 때, 기판은 투명한 기판이거나 불투명한 기판일 수 있다.

또한, 이러한 기판의 정렬 키를 이용하여 기판을 정렬하기 위하여 광로에서 센서에 도달하는 광로에 정렬 키가 위치하도록 기판을 로딩시키고, 이 광로를 지나는 정렬용 광을 조사한다. 이어, 센서에 도달되는 정렬용 광과 기준 광을 비교하여, 두 광의 위상이 동일하면 기판에 본 노광 작업을 진행하고, 동일하지 않으면 기판을 재정렬한다.

여기서, 이러한 작업은 정렬용 광과 기준 광의 위상이 동일할 때까지 반복적으로 실시하는 것이 바람직하다. 이 때, 광원은 레이저를 조사하는 것이 유리하다.

여기서, 기준 광의 위상은 정렬 작업 전에 이미 제공되거나, 다른 광로를 지나되, 기판을 통과하지 않고 센서에 도달되는 광으로부터 검출될 수 있다.

그러면, 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판의 정렬 키를 개략적으로 나타낸 것이다.

기판(10)에 구멍으로 이루어진 다수개의 정렬 키(11)가 배열되어 있다. 정렬 키(11)는 1~2㎛ 정도의 직경을 가지고 있어서, 후속 공정시, 1000~5000Å 정도의 박막을 증착하는 과정에서 막힐 염려가 거의 없다. 이는, 박막 증착이 직각으로 진행되고, 정렬키의 구멍이 박막의 두께보다 크게 형성함으로써 이루어질 수 있다.

이러한 정렬 키(11)가 형성된 기판(10) 위에 절연막, 도전층 등을 증착하고 식각하여 원하는 소자 패턴을 형성하여 액정 표시 장치와 같은 디스플레이를 제작한다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 정렬 키가 소자 패턴을 형성하는 공정 중에 형성되는 것이 아니라, 소자 패턴을 형성하기 전의 원시 기판 상태에 형성된다.

이러한 정렬 키(11)가 형성되어 있는 기판(10) 위에 절연막 혹은, 도전층을 형성한 후에, 막 가공을 위하여 노광작업을 실시한다.

상술한 실시예에서는 액정 표시 장치에 사용되는 투명한 기판을 예로 설명하였지만, 웨이퍼와 같은 불투명 기판에도 적용하여 정렬 키를 형성하고 정렬 작업을 진행할 수 있다.

노광 작업은 기판의 정렬을 위한 정렬 노광 후에, 절연막 또는 도전층으로 패턴을 형성하기 위한 본 노광이 진행된다. 정렬 노광시, 기판의 정확한 정렬을 위하여 정렬 패턴이 이용된다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판을 정렬하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 본 발명의 제 1 실시예에서는 도 1에 도시한 기판의 정렬 패턴을 이용하여 기판을 정렬한다.

광원(50)으로부터 센서(60)에 이르는 광 경로에 정렬 키(11)가 위치하도록 정렬될 기판(10)을 로딩(loading)시킨다. 도면에는 정렬 작업시 필요한 구성 부분만을 간략하게 도시화한 상태이다. 광원(50)은 본 노광 작업에 사용되는 광이라면, 그 종류에 제한이 없는데, 레이저 광원인 것이 유리하다.

정렬 노광 작업시, 광원(50)에서 나오는 정렬용 광이 기판을 조사하게 된다. 정렬용 광은 기판(10)의 정렬 키(11)가 있는 부분을 조사하게 되고, 기판(10)을 통과하여 센서(60)에 도달된다.

이렇게 기판(10)을 통과하여 센서(60)에 도달된 광은 중앙 처리 장치(도면 미표시)에 의하여 정렬 신호로 검출되는데, 중앙 처리 장치는 이 정렬 신호를 해독하여 정렬 키의 위치를 검출한다. 중앙 처리 장치는 센서(60)에 도달된 이러한 광의 파형을 해독하고, 광원의 초기 광의 파형과 비교하여 기판(10)의 정렬 상태를 판단한다.

만약, 기판이 제대로 정렬된 상태라면, 광원(50)에서 나오는 정렬용 광은 기판의 정렬 키(11)를 통과하게 될 것이고, 기판(10)의 정렬 키(11)를 통과하는 광은 위상 변화 없이 그대로 센서(60)에 도달된다. 센서(60)에 도달된 광은 중앙 처리 장치가 저장하고 있는 광원의 초기 광의 위상과 동일한 위상을 가지게 된다. 이 때, 중앙 처리 장치는 기판이 제대로 정렬되었음을 판단하고 후속 공정인 본 노광을 명령한다.

그러나, 기판이 오정렬된 상태라면, 기판(10)의 정렬 키(11)는 기준치에서 벗어나는 위치에 있게 된다. 광원(50)에서 나오는 정렬용 광은 정렬 키(11)가 아닌 기판의 다른 부분을 통과하게 될 것이고, 그에 따라 정렬용 광은 기판(10)에서 굴절되어 변화된 위상을 가지고 센서(60)에 도달된다. 그 결과, 기판(10)을 통과하여 센서(60)에 도달된 광은 중앙 처리 장치가 저장하고 있던 광원의 초기 광의 위상과는 다른 위상을 가지게 된다. 이 때, 중앙 처리 장치는 기판이 오정렬되었음을 판단하고, 기판의 재정렬을 명령한다.

이러한 기판의 정렬 작업은 정렬용 광과 초기 광이 서로 동일한 위상을 가질 때까지 반복한다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판의 정렬 방법을 설명하기 위한 도면이다. 본 발명의 제 1 실시예에서와 같이, 도 1에 도시한 기판의 정렬 키를 이용하여 기판을 정렬한다.

광원(50)으로부터 센서(60)에 이르는 광 경로에 정렬 키(11)가 위치하도록 정렬될 기판(10)을 로딩시킨다. 이 때, 반사경(71, 72, 73)이 광원(50)으로부터 나온 또 다른 광(이하, 기준 광이라 함)이 기판(10)을 통과하지 않고 센서(60)에 도달될 수 있도록 배치되어 있다. 이 광은 후속 작업에서 기판을 통과하는 정렬용 광의 위상의 변화 유뮤를 판단해주는 기준이 된다.

도면에는 정렬 작업시 필요한 구성 부분만을 간략하게 도시화한 상태이다.

정렬 노광 작업시, 광원(50)에서 나오는 정렬용 광이 기판을 조사하게 된다. 정렬용 광은 기판(10)의 정렬 키(11)가 있는 부분을 조사하면서, 기판(10)을 통과하여 센서(60)에 도달된다. 또한, 광원(50)에서 나오는 기준 광은 반사경(71, 72, 73)에 의하여 기판(10)을 통과하지 않고 센서(60)에 도달된다.

센서(60)에 도달된 정렬용 광 및 기준 광은 중앙 처리 장치(도면 미표시)에 의하여 각각 정렬 신호 및 기준 신호로 검출된다. 중앙 처리 장치는 이 정렬 신호를 기준 신호와 비교하여 정렬 키의 위치를 검출하여 기판(10)의 정렬 상태를 판단한다.

광원(50)에서 나오는 비교 광은 위상 변화 없이 그대로 센서(60)에 도달된다.

만약, 기판이 제대로 정렬된 상태라면, 정렬용 광은 기판의 정렬 키(11)를 통과하면서 위상 변화 없이 센서(60)에 도달된다. 센서(60)에 도달된 정렬용 광은 또 다른 광로를 걸쳐서 기준 광과 동일한 위상을 가지게 된다. 이 때, 중앙 처리 장치는 기판이 제대로 정렬되었음을 판단하고 후속 공정인 본 노광 작업을 명령한 다.

기판이 오정렬된 상태라면, 기판(10)의 정렬 키(11)는 기준치에서 벗어나는 위치에 있게 된다. 광원(50)에서 나오는 정렬용 광은 정렬 키(11)가 아닌 기판의 다른 부분을 통과하게 될 것이고, 그에 따라 광은 굴절되어 위상이 변화된 채로 센서(60)에 도달된다. 그 결과, 기판(10)을 통과하여 센서(60)에 도달된 정렬용 광은 비교 광과 위상 차가 발생하게 된다. 이 때, 중앙 처리 장치는 기판이 오정렬되었음을 판단하고 기판의 재정렬을 명령하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 정렬 키를 기판 위에 별도의 소자 패턴으로 형성하지 않고, 기판에 구멍을 뚫어 형성함으로써, 정렬 키의 프로파일에 영향을 받지 않고 안정적으로 정렬 작업을 진행한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 기판에 형성된 구멍으로 이루어진 정렬 키를 이용하여 기판을 정렬하기 때문에, 정렬 키의 패턴 프로파일에 영향을 받지 않고 기판의 정렬 작업을 안정적으로 진행함으로써 기판의 오정렬을 최소화할 수 있다.

Claims

기판의 소정 위치에 형성된 1~2㎛ 정도의 크기를 가지는 구멍으로 이루어지는 기판의 정렬 키.
삭제
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광원에서 센서에 도달하는 광로에 정렬 키가 위치하도록 기판을 로딩시키는 단계,

상기 광로를 지나는 정렬용 광을 조사하는 단계,

상기 센서에 도달되는 정렬용 광과 기준 광을 비교하여, 두 광의 위상이 동일하면 상기 기판에 본 노광 작업을 진행하고, 동일하지 않으면 상기 기판을 재정렬하는 단계

를 포함하는 기판의 정렬 방법.
청구항 5에 있어서,

상기 단계들을 상기 정렬용 광과 상기 기준 광이 동일한 위상을 가질 때까지 반복적으로 실시하는 기판의 정렬 방법.
청구항 5에 있어서,

상기 광원은 레이저를 조사하는 기판의 정렬 방법.
청구항 5에 있어서,

상기 기준 광의 위상은 정렬 작업 전에 제공되어 있는 기판의 정렬 방법.
청구항 5에 있어서,

상기 기준 광의 위상은 상기 광로와는 다른 광로를 지나되, 기판을 통과하지 않고 센서에 도달되는 광으로부터 검출되는 기판의 정렬 방법.