KR100839147B1 - Method and system for removing photoresist film - Google Patents
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Abstract
감광막 제거 방법 및 이를 위한 시스템이 개시되어 있다. 박막의 상면에서 형성된 감광막 잔류물과 반비례 관계를 갖는 광반사율을 측정하고 이 광반사율로 감광막 잔류물의 잔류량을 산출한다. 산출된 감광막 잔류물의 잔류량에 따라서 후속 박막의 상면에 형성된 감광막 잔류물을 제거하는 공정 환경을 변경하여 박막의 상면에 잔류된 감광막 잔류물이 허용 범위 내의 수치로 존재하도록 한다. 이로써, 박막과 박막 사이의 박막 부착력을 크게 증가시켜 박막이 임의로 박리 되는 것을 방지한다.Disclosed are a method of removing a photoresist film and a system therefor. The light reflectance having an inverse relationship with the photoresist residue formed on the upper surface of the thin film is measured, and the light reflectance is used to calculate the residual amount of the photoresist residue. The process environment for removing the photoresist residue formed on the upper surface of the subsequent thin film according to the calculated residual amount of the photoresist residue is changed so that the photoresist residue remaining on the upper surface of the thin film is present in a numerical value within an acceptable range. This greatly increases the thin film adhesion between the thin film and the thin film to prevent the thin film from being peeled off arbitrarily.
박막, 부착력Thin film, adhesion
Description
도 1은 종래 스크래치 방식으로 박막 부착력 테스트를 수행하는 것을 도시한 사시도이다.1 is a perspective view illustrating performing a thin film adhesion test in a conventional scratch method.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 감광막 제거 방법을 도시한 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a method of removing a photoresist film according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 감광막 제거 방법에 의한 감광막 잔류량과 제 1 광반사율의 관계를 도시한 그래프이다.3 is a graph showing the relationship between the photoresist remaining amount and the first light reflectance by the photoresist removal method according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 박막 부착강도와 감광막 잔류량의 관계를 도시한 그래프이다.4 is a graph showing the relationship between the thin film adhesion strength and the photoresist residual amount according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 감광막 제거 시스템의 블록도이다.5 is a block diagram of a photoresist removal system according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 감광막 제거 시스템을 보다 구체적으로 도시한 개념도이다.6 is a conceptual diagram illustrating the photoresist removal system according to an embodiment of the present invention in more detail.
도 7은 본 발명이 적용된 액정표시장치를 도시한 개념도이다.7 is a conceptual diagram illustrating a liquid crystal display device to which the present invention is applied.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 감광막 제거 시스템을 도시한 블록도이다.8 is a block diagram illustrating a photoresist removal system according to another embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 감광막 제거 시스템을 보다 구체적으로 도시한 개념도이다.9 is a conceptual diagram illustrating in more detail a photosensitive film removal system according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 감광막 제거 방법 및 이를 위한 감광막 제거 시스템에 관한 것으로, 특히 박막의 상면에 잔류하여 박막간 부착력을 저하시키는 감광막의 잔류량을 비파괴 방식으로 측정 및 비파괴 방식으로 측정된 감광막의 잔류량을 피드백 제어 방식으로 감소시켜 박막간 부착력 약화를 방지한 감광막 제거 방법 및 이를 위한 감광막 제거 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method for removing a photoresist film and a photoresist removal system for the same. In particular, the residual amount of the photoresist film remaining on the upper surface of the thin film to reduce adhesion between the thin films is measured in a non-destructive manner and the residual amount of the photoresist film measured in a non-destructive manner is a feedback control method. The present invention relates to a method of removing a photoresist film which is reduced by reducing the adhesion between thin films and a photoresist removal system therefor.
최근 들어, 반도체 제조 기술의 기술 개발에 힘입어 단위 면적 당 보다 많은 데이터를 저장 및 단위 시간 당 보다 많은 데이터를 처리하는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)와 같은 반도체 소자 및 반도체 소자들을 이용한 제품이 개발된 바 있다.Recently, with the development of semiconductor manufacturing technology, products using semiconductor devices and semiconductor devices such as thin film transistors (TFTs), which store more data per unit area and process more data per unit time, have been introduced. It was developed.
이와 같은 반도체 소자를 제조하기 위해서는 매우 정밀한 박막 처리 공정들을 필요로 한다. 이 박막 처리 공정들은 특정 박막을 소정 두께로 기판에 형성하는 "증착 공정", 증착된 박막에 감광막을 도포하는 "감광막 도포 공정", 감광막을 원하는 형태로 패터닝하는 "사진 공정", 패터닝된 감광막을 보호막으로 감광막 하부에 위치한 박막을 패터닝하는 "식각 공정" 들로 이루어진다.In order to manufacture such a semiconductor device, very precise thin film processing processes are required. These thin film processing processes include a "deposition process" for forming a specific thin film on a substrate, a "photoresist coating process" for applying a photoresist film to the deposited thin film, a "photo process" for patterning a photoresist film in a desired form, and a patterned photoresist film. It consists of "etch processes" that pattern a thin film located below the photoresist as a protective film.
이와 같은 박막 처리 공정들 외에도 박막 박막이 패터닝된 후, 박막의 상면에 위치한 감광막을 제거하는 "애싱(ashing) 공정" 등이 있다. 이 애싱 공정은 일례로 산소 또는 오존을 플라즈마 상태로 만들거나 산소에 자외선을 주사하여 산소 를 산소 분자로 여기(exciting)하여 감광막을 제거한다.In addition to such thin film processing processes, there is a "ashing process" that removes the photosensitive film located on the upper surface of the thin film after the thin film is patterned. This ashing process removes the photoresist film by, for example, making oxygen or ozone into a plasma state or by injecting ultraviolet rays into oxygen to excite oxygen with oxygen molecules.
이와 같은 작용을 수행하는 애싱 공정은 매우 중요하다. 이는 애싱 공정에서 박막의 상면에 형성된 감광막의 잔류량이 허용 범위를 초과한 상태에서 기 형성된 박막의 상면에 또 다른 박막이 형성될 경우 선행 박막과 후속 박막이 감광막 잔류물에 의하여 부착력이 약화되고 심지어 박막간 박리가 발생할 수 있기 때문이다.The ashing process to perform this action is very important. This is because in the ashing process, when another thin film is formed on the upper surface of the pre-formed thin film while the remaining amount of the photosensitive film formed on the upper surface of the thin film exceeds the allowable range, the adhesion force of the preceding thin film and the subsequent thin film is weakened by the photosensitive film residue, and even the thin film This is because liver detachment may occur.
이처럼 치명적인 공정 불량을 발생시키는 감광막 잔류물이 박막의 상면에서 충분히 제거되지 않는 이유로는 공정 환경 세팅 오류, 선행 공정에서의 감광막 형성 불량 등 다양한 이유를 갖는다. The reason why the photoresist residue which causes such a fatal process failure is not sufficiently removed from the upper surface of the thin film has various reasons, such as a process environment setting error and a photoresist formation failure in a previous process.
이와 같은 이유로 애싱 공정이 진행되고 후속 박막이 형성된 후에는, 선행 박막과 후속 박막의 부착력 테스트가 샘플링 방식으로 수행된다. 이 부착력 테스트는 도 1에 도시된 바와 같이 스크래치 방법이 널리 사용된다.For this reason, after the ashing process is performed and the subsequent thin film is formed, the adhesion test of the preceding thin film and the subsequent thin film is performed by the sampling method. This adhesion test is widely used in the scratch method as shown in FIG.
스크래치 방법은 후속 박막(3)에 테스트 핀(2)을 수직 방향으로 가압한 상태에서 선행 박막(1)을 횡방향으로 긁어 선행 박막(1)이 후속 박막(3)으로부터 분리되는 정도를 측정함으로써 박막간 부착력을 측정한다.The scratch method is obtained by measuring the extent to which the preceding
그러나, 이와 같은 스크래치 테스트 방법은 파괴 테스트로 이미 공정이 진행된 제품에 테스트 도중 발생한 치명적인 결함에 의하여 판매 또는 사용할 수 없게 되는 문제점을 갖는다.However, such a scratch test method has a problem in that it cannot be sold or used due to a fatal defect generated during a test on a product that has already been processed by a fracture test.
다른 테스트 방법으로는 부착력이 뛰어난 접착 테이프를 후속 박막에 부착한 후 접착 테이프를 떼어냄으로써 선행 박막과 후속 박막의 부착력을 테스트하는 접착 테이프 방식도 있다. 그러나, 이 방법 역시 선행 박막과 후속 박막이 분리되는 파괴 테스트로 이 제품 역시 더 이상 판매 또는 사용할 수 없게 되는 문제점을 갖는다.Another test method is an adhesive tape method that tests the adhesion between the preceding thin film and the subsequent thin film by attaching an adhesive tape having excellent adhesion to the subsequent thin film and then peeling off the adhesive tape. However, this method also has a problem in that the breakdown test in which the preceding thin film and the subsequent thin film are separated and the product can no longer be sold or used.
이 외에도 테스트 결과 박막 부착력이 허용치를 만족시키지 못하였을 경우, 모든 제품을 전수 검사하거나, 일정 기간 생산된 제품을 신뢰할 수 없게 되어 전량 폐기해야 하는 치명적인 문제점을 갖는다.In addition, if the test result that the thin film adhesion does not meet the allowance, there is a fatal problem that must be inspected all the products or discarded all the products produced for a certain period of time unreliable.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 제 1 목적은 박막의 상면에 잔류하는 감광막 잔류물을 비파괴 방식으로 측정함은 물론 박막과 박막 사이에 존재하는 감광막 잔류량을 피드백 제어하여 감광막 잔류량이 극소화되도록 한 감광막 제거 방법을 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of such a conventional problem, and a first object of the present invention is to measure the photoresist residue remaining on the upper surface of the thin film in a non-destructive manner as well as to feedback control the amount of photoresist remaining between the thin film and the thin film. The present invention provides a method for removing a photoresist film to minimize the remaining amount of the photoresist film.
또한, 본 발명의 제 2 목적은 박막의 상면에 잔류하는 감광막 잔류물을 비파괴 방식으로 측정함은 물론 박막과 박막 사이에 존재하는 감광막 잔류량을 피드백 제어하여 감광막 잔류량이 극소화되도록 한 감광막 제거 시스템을 제공함에 있다.In addition, the second object of the present invention is to provide a photoresist removal system in which the photoresist residue remaining on the upper surface of the thin film is measured in a non-destructive manner as well as the feedback control of the photoresist residue remaining between the thin film and the thin film is minimized. Is in.
이와 같은 본 발명의 제 1 목적을 구현하기 위한 감광막 제거 방법은 기판에 형성된 박막의 상면에 존재하는 감광막을 피드백 제어로 제거하는 방법에 있어서, 박막의 상면에 제 n 감광막(n은 자연수)이 형성된 제 n 번째 기판( n은 자연수)을 준비하는 단계, 제 n 번째 기판의 박막에 잔류하는 제 n 감광막을 제 n 감광막 제거 공정 환경에 의하여 제거하는 단계, 제 n 감광막의 잔류량과 반비례하는 관계를 갖는 제1 광반사율을 측정하는 단계, 광반사율에 의하여 제 n 감광막의 잔류량을 산출하는 단계, 산출된 제 n 감광막의 잔류량이 허용 잔류량에 포함되도록 제 n+1 감광막 제거 공정 환경을 산출하는 단계, 박막의 상면에 제 n+1 감광막(n은 자연수)이 형성된 제 n+1 번째 기판(n은 자연수)을 준비하는 단계 및 제 n+1 감광막 제거 공정 환경에 의하여 제 n+1 감광막을 제거하는 단계를 포함한다. 상기 제 n, 제 n+1 감광막은 감광성 유기물로 이루어질 수 있다.The photosensitive film removing method for realizing the first object of the present invention is a method for removing the photosensitive film existing on the upper surface of the thin film formed on the substrate by feedback control, wherein the nth photosensitive film (n is a natural number) is formed on the upper surface of the thin film. Preparing an nth substrate (n is a natural number), removing the nth photosensitive film remaining in the thin film of the nth substrate by an nth photosensitive film removing process environment, and having an inverse relationship with the remaining amount of the nth photosensitive film Measuring a first light reflectance, calculating a residual amount of the nth photosensitive film based on the light reflectance, calculating an n + 1 photosensitive film removing process environment such that the calculated residual amount of the nth photosensitive film is included in an allowable residual amount, a thin film Preparing an n + 1th substrate (n is a natural number) on which an n + 1 photosensitive film (n is a natural number) is formed on an upper surface of the substrate; And a step of removing. The n th and n + 1 photoresist layers may be formed of a photosensitive organic material.
또한, 본 발명의 제 2 목적을 구현하기 위한 감광막 제거 시스템은 기판에 형성된 박막에 잔류하는 감광막을 피드백 제어로 제거하는 시스템에 있어서, 활성 가스를 감광막에 반응시켜 감광막을 제거하는 감광막 제거 장치, 감광막 제거 장치에서 제거된 후 잔류된 감광막의 잔류량을 측정하기 위하여 박막에서의 제 1 광반사율을 측정하는 광반사율 측정 장치, 제 1 광반사율에 의하여 박막에 잔류하는 감광막 잔류량을 산출하는 감광막 잔류량 산출 장치, 감광막 잔류량 산출 장치에 산출된 감광막 잔류량에 따라서 활성 가스의 공정 조건을 변경시키는 공정 조건 조절 모듈 및 감광막 제거 장치, 광반사율 측정 장치, 감광막 잔류량 산출 장치, 공정 조건 조절 모듈을 제어하는 제어 유닛을 포함한다.In addition, the photosensitive film removing system for implementing the second object of the present invention is a system for removing the photosensitive film remaining in the thin film formed on the substrate by feedback control, the photosensitive film removing apparatus for removing the photosensitive film by reacting the active gas to the photosensitive film, A light reflectance measuring device for measuring a first light reflectance in the thin film to measure a residual amount of the remaining photoresist film after being removed by the removal device, a photoresist residual amount calculating device for calculating the remaining amount of the photoresist film remaining on the thin film by the first light reflectance; And a process condition adjusting module for changing the process conditions of the active gas in accordance with the photoresist residual amount calculating device and a photosensitive film removing device, a light reflectance measuring device, a photoresist film remaining amount calculating device, and a process condition adjusting module. .
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 감광막 제거 방법 및 이를 이용한 감광막 제거 시스템의 보다 구체적인 구성, 구성에 따른 독특한 작용 및 효과를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a more specific configuration, a specific operation and effects of the photosensitive film removal method and a photosensitive film removal system using the same according to a preferred embodiment of the present invention will be described.
첨부된 도 2에는 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 감광막 제거 방법이 도시되어 있다. 본 발명에서는 바람직한 일실시예로 액정표시장치의 구성 요소인 컬러필터기판에 형성된 블랙매트릭스의 상면에 형성되는 감광막을 제거하는 것을 일실시예로 설명하기로 한다. 2 is a view illustrating a photosensitive film removing method according to a preferred embodiment of the present invention. In the present invention, it will be described as an embodiment to remove the photosensitive film formed on the upper surface of the black matrix formed on the color filter substrate, which is a component of the liquid crystal display device.
먼저, 투명 기판에 크롬 물질로 형성된 블랙 매트릭스 박막을 형성되고, 블랙 매트릭스 박막의 상면에 제 n 감광막(이때, n은 자연수)이 형성된 제 n 번째 컬러필터기판(이때, n은 자연수)을 준비하는 단계가 선행된다(단계 S1). 상기 제 M 감광막은 감광성 유기물로 이루어질 수 있다. First, a black matrix thin film formed of a chromium material is formed on a transparent substrate, and an n th color filter substrate (where n is a natural number) is formed on an upper surface of the black matrix thin film, where n is a natural number. Step is preceded (step S1). The M-th photosensitive film may be formed of a photosensitive organic material.
이때, 단계 S1에는 블랙 매트릭스와 제 n 감광막의 사이에는 컬러필터를 형성하는 공정이 더 포함될 수 있다.In this case, the step S1 may further include a step of forming a color filter between the black matrix and the n-th photosensitive film.
이어서, 제 n 번째 컬러필터기판에 형성된 제 n 감광막은 일실시예로 제 n 감광막 제거 공정 환경에 의하여 제거된다(단계 S2). 보다 구체적으로, 단계 S2는 산소 또는 오존을 185㎚ 또는 254㎚의 파장 길이를 갖는 자외선에 의하여 산소 분자로 여기(excite)시켜 감광막을 제거하는 자외선 애싱(ultraviolet ashing) 공정이다. Subsequently, the nth photosensitive film formed on the nth color filter substrate is removed in an embodiment by the nth photosensitive film removing process environment (step S2). More specifically, step S2 is an ultraviolet ashing process in which oxygen or ozone is excited with oxygen molecules by ultraviolet rays having a wavelength length of 185 nm or 254 nm to remove the photosensitive film.
이때, 단계 S2에서는 온도, 자외선의 강도, 산소의 농도, 공정 시간이 공정 조건이다. 일실시예로 단계 S2에서의 공정 환경은 제 1 공정 온도, 제 1 강도를 갖는 자외선, 제 1 농도의 산소 및 제 1 시간이다.At this time, in step S2, the temperature, the intensity of ultraviolet rays, the concentration of oxygen, and the processing time are process conditions. In one embodiment, the process environment in step S2 is a first process temperature, ultraviolet light having a first intensity, oxygen at a first concentration, and a first time.
이와 같은 제 n 감광막 제거 공정 환경에 의하여 제 n 감광막이 제거된 후, 제 n 번째 컬러필터기판의 블랙 매트릭스 박막의 제 1 광반사율이 측정되는 단계가 수행된다(단계 S3). 이때, 제 1 광반사율은 블랙 매트릭스 박막을 5mm 간격으로 620㎚의 파장을 갖는 광, 540㎚의 파장을 갖는 광 또는 460㎚의 파장을 갖는 광을 블랙 매트릭스 박막에 주사하여 측정한다.After the nth photosensitive film is removed by the nth photosensitive film removing process environment, the step of measuring the first light reflectance of the black matrix thin film of the nth color filter substrate is performed (step S3). In this case, the first light reflectance is measured by scanning the black matrix thin film by scanning light having a wavelength of 620 nm, light having a wavelength of 540 nm, or light having a wavelength of 460 nm on the black matrix thin film at 5 mm intervals.
이때, 블랙매트릭스 박막의 제 1 광반사율을 측정하는 이유는 블랙 매트릭스 박막의 상면에 제 n 감광막이 어느 정도 잔류하고 있는가를 판단하기 위함이다. In this case, the reason for measuring the first light reflectance of the black matrix thin film is to determine how much of the nth photosensitive film remains on the top surface of the black matrix thin film.
구체적으로, 블랙매트릭스 박막의 상면에 잔류하는 제 n 감광막의 잔류량 및 제 1 광반사율은 도 3의 그래프에 도시된 바와 같이 반비례 관계를 갖는다.Specifically, the remaining amount of the nth photosensitive film remaining on the upper surface of the black matrix thin film and the first light reflectance have an inverse relationship as shown in the graph of FIG. 3.
도 3의 그래프를 참조하면, 블랙 매트릭스 박막 상에 제 n 감광막의 잔류량이 많을수록 제 1 광반사율은 감소되고, 제 n 감광막의 잔류량이 적을수록 제 1 광반사율은 감소된다. 이를 예를 들어 설명하면, 제 1 광반사율이 A일 경우, 제 n 감광막 잔류량은 B를 갖지만, 제 1 광반사율이 A 보다 큰 C 일 경우 제 n 감광막 잔류량은 B 보다 감소된 D를 갖는다. Referring to the graph of FIG. 3, as the residual amount of the n-th photosensitive film on the black matrix thin film increases, the first light reflectance decreases, and as the residual amount of the n-th photosensitive film decreases, the first light reflectance decreases. For example, when the first light reflectance is A, the nth photosensitive film residual amount has B, but when the first light reflectance is C greater than A, the nth photosensitive film residual amount has D reduced than B.
따라서, 제 1 광반사율이 측정되면 도 3에 도시된 그래프에 의하여 블랙 매트릭스에 잔류하는 제 n 감광막의 잔류량을 정밀하게 산출할 수 있다. 이때, 도 3에 도시된 그래프는 제 n 감광막의 물성에 따라서 조금씩 달라질 수 있다.Therefore, when the first light reflectance is measured, the residual amount of the nth photosensitive film remaining in the black matrix can be accurately calculated using the graph shown in FIG. 3. In this case, the graph shown in FIG. 3 may vary slightly depending on the physical properties of the nth photosensitive film.
한편, 제 1 광반사율 및 도 3에 도시된 그래프에 의하여 제 n 감광막의 잔류량이 산출되면, 제 n 감광막의 잔류량에 따라 이종 박막간 부착강도를 산출할 수 있다. 제 n 감광막의 잔류량에 따른 이종 박막간 부착 강도는 도 4의 그래프에 따른다.On the other hand, if the residual amount of the nth photosensitive film is calculated based on the first light reflectance and the graph shown in FIG. 3, the adhesion strength between the different thin films may be calculated according to the residual amount of the nth photosensitive film. The adhesion strength between the different thin films according to the remaining amount of the nth photosensitive film is in accordance with the graph of FIG. 4.
도 4의 그래프에 의하면, 제 n 감광막의 잔류량과 박막 부착강도는 반비례 관계를 갖는다. 예를 들면, 도 3의 그래프 및 제 1 광반사율에 의하여 산출된 제 n 감광막 잔류량이 E 일 경우, 이종 박막간 부착강도는 F 이다. 반면, 제 n 감광막 의 잔류량이 E 보다 작은 G 일 경우, 이종 박막간 부착강도는 H는 F에 비하여 크게 증가된다.According to the graph of FIG. 4, the residual amount of the nth photosensitive film and the thin film adhesion strength have an inverse relationship. For example, when the n-th photosensitive film residual amount calculated by the graph of FIG. 3 and the first light reflectance is E, the adhesion strength between different thin films is F. FIG. On the other hand, when the remaining amount of the n-th photosensitive film is G less than E, the adhesion strength between different thin films is significantly increased compared to F.
결국, 제 1 광반사율을 측정함으로써 도 3의 그래프로 제 n 감광막의 잔류량 을 산출할 수 있고, 제 n 감광막의 잔류량에 따라서 도 4의 그래프에 의하여 이종 박막간 부착 강도를 산출 및 예측할 수 있다.As a result, by measuring the first light reflectance, the residual amount of the nth photosensitive film may be calculated using the graph of FIG. 3, and the adhesion strength between different thin films may be calculated and predicted by the graph of FIG. 4 according to the residual amount of the nth photosensitive film.
이와 같은 이유로 제 1 광반사율을 측정하는 단계 이후에는 도 3의 그래프에 의하여 제 n 감광막의 잔류량이 산출되는 단계가 수행된다(단계 S4).For this reason, after the step of measuring the first light reflectance, the step of calculating the remaining amount of the nth photosensitive film is performed according to the graph of FIG. 3 (step S4).
이후, 제 n 감광막의 잔류량이 허용 잔류량보다 많은 경우, 후속 공정이 진행될 제 n+1 번째 컬러필터기판에 형성된 제 n+1 감광막 제거 공정 환경은 산출된 제 n 감광막의 잔류량에 따라 조정된다. 상기 제 n+1 감광막은 감광성 유기물로 이루어질 수 있다. Then, when the residual amount of the nth photosensitive film is larger than the allowable residual amount, the n + 1th photosensitive film removing process environment formed on the n + 1th color filter substrate to be subjected to the subsequent process is adjusted according to the calculated residual amount of the nth photosensitive film. The n + 1 photosensitive film may be formed of a photosensitive organic material.
보다 구체적으로, 이는 제 n 감광막 제거 공정의 공정 환경에 의하여 제 n 감광막 제거 공정이 진행된 상태에서 제 n 감광막의 잔류량이 허용 범위를 벗어날 경우, 제 n+1 감광막의 잔류량은 허용 범위 이내에 포함되도록 제 n+1 감광막 제거 공정 환경이 조정됨을 의미한다.More specifically, this means that if the remaining amount of the nth photoresist film is out of the allowable range while the nth photoresist removal process is performed by the process environment of the nth photoresist film removal process, the remaining amount of the n + 1 photoresist film is included within the allowable range. This means that the n + 1 photoresist removal process environment is adjusted.
이는 제 n+1 감광막의 잔류량에 영향을 미치는 다수 공정 조건을 개별적 또는 복합적으로 조절함으로써 구현된다.This is achieved by individually or in combination controlling a number of process conditions that affect the residual amount of the n + 1 photosensitive film.
구체적으로, 제 n+1 번째 컬러필터기판에 형성된 제 n+1 감광막의 잔류량에 영향을 미치는 공정 조건은 공정 온도, 자외선의 조사 강도, 산소 농도 및 시간이다. 이들 공정 조건은 모두 제 n+1 감광막의 잔류량과 반비례하는 관계를 갖는다.Specifically, the process conditions affecting the remaining amount of the n + 1 photosensitive film formed on the n + 1th color filter substrate are the process temperature, the irradiation intensity of the ultraviolet ray, the oxygen concentration and the time. All of these process conditions have a relationship in inverse proportion to the residual amount of the n + 1th photosensitive film.
즉, 공정 온도를 제 1 온도에서 제 2 온도로 상승시키거나, 185㎚ 또는 254㎚의 파장 길이를 갖는 자외선의 제 1 강도를 제 2 강도로 상승시키거나, 산소의 제 1 농도를 제 2 농도로 증가시키거나 제 1 공정 시간을 제 2 공정 시간으로 증가시킬 경우 블랙 매트릭스 상에 형성된 제 n+1 감광막의 잔류량은 감소된다. That is, the process temperature is raised from the first temperature to the second temperature, or the first intensity of ultraviolet light having a wavelength length of 185 nm or 254 nm is increased to the second intensity, or the first concentration of oxygen is increased to the second concentration. In this case, the residual amount of the n + 1 photoresist film formed on the black matrix is decreased when increasing the temperature or increasing the first process time to the second process time.
예를 들면, 제 n 감광막을 제거할 때, 공정 온도가 제 1 온도라고 하였을 때, 제 n+1 감광막의 잔류량이 허용 범위 내에 포함되도록 하기 위해서 온도 조건을 제외한 나머지 제 n+1 공정 제거 환경은 제 n 감광막을 제거할 때와 동일하게 유지한 상태에서 제 1 광반사율을 참조하여 제 n+1 감광막 잔류량이 허용 범위에 포함되도록 제 1 온도를 제 2 온도로 변경할 수 있다.For example, when the process temperature is the first temperature when the n-th photosensitive film is removed, the remaining n + 1-th process removing environment except for the temperature conditions is such that the remaining amount of the n + 1 photosensitive film is within the allowable range. The first temperature may be changed to the second temperature such that the remaining amount of the n + 1 photosensitive film is within the allowable range with reference to the first light reflectivity in the same state as when the nth photosensitive film is removed.
또한, 제 n 감광막을 제거할 때, 자외선 조사 강도가 제 1 강도라고 하였을 때, 제 n+1 감광막의 잔류량이 허용 범위 내에 포함되도록 하기 위해서 제 n+1 감광막 제거 환경 중 자외선 조사 강도를 제외한 나머지 공정 조건은 제 n 감광막을 제거할 때와 동일하게 유지한 상태에서 제 1 광반사율을 참조하여, 제 1 강도를 제 2 강도로 변경할 수 있음을 의미한다.In addition, when the nth photosensitive film is removed, when the ultraviolet irradiation intensity is the first intensity, the remaining amount of the n + 1 photosensitive film removing environment is excluded except the ultraviolet irradiation intensity so that the remaining amount of the n + 1 photosensitive film is within the allowable range. The process conditions mean that the first intensity can be changed to the second intensity with reference to the first light reflectivity in the same state as when the nth photosensitive film is removed.
또한, 제 n 감광막을 제거할 때, 산소 농도를 제 1 농도라고 하였을 때, 제 n+1 감광막의 잔류량이 허용 범위 내에 포함되도록 하기 위해서 제 n+1 감광막 제거 공정 환경들 중 산소 농도를 제외한 나머지 공정 조건들을 제 n 감광막을 제거할 때와 동일하게 유지한 상태에서 제 1 광반사율을 참조하여, 제 1 농도를 제 2 농도로 변경할 수 있음을 의미한다.In addition, when removing the n-th photosensitive film, when the oxygen concentration is referred to as the first concentration, in order to ensure that the remaining amount of the n + 1-photosensitive film is within the allowable range, the remaining concentrations other than the oxygen concentration in the n + 1 photosensitive film removing process environments are included. It means that the first concentration can be changed to the second concentration with reference to the first light reflectivity while the process conditions are maintained the same as when the nth photosensitive film is removed.
또한, 제 n 감광막을 제거할 때, 공정 시간을 제 1 시간이라 하였을 때, 제 n+1 감광막의 잔류량이 허용 범위 내에 포함되도록 하기 위해서 제 n+1 감광막 제거 공정 환경 중 공정 시간을 제외한 나머지 공정 조건들을 제 n 감광막을 제거할 때와 동일하게 유지한 상태에서 제 1 광반사율을 참조하여 제 1 시간을 제 2 시간으로 변경할 수 있음을 의미한다. In addition, when the process time is referred to as the first time when the n-th photosensitive film is removed, the remaining processes other than the process time in the n + 1 photosensitive film removing process environment so that the remaining amount of the n + 1 photosensitive film is included in the allowable range. It means that the first time can be changed to the second time with reference to the first light reflectivity while the conditions are kept the same as when the nth photosensitive film is removed.
이와 같은 공정 변수들을 제 1 광반사율에 의하여 산출된다. 이처럼 새로운 공정 변수들이 산출됨에 따라 제 n+1 번째 컬러필터기판에 적용될 새로운 제 n+1 감광막 제거 공정 환경을 산출한다(단계 S5).These process variables are calculated by the first light reflectance. As the new process variables are calculated, a new n + 1 photosensitive film removing process environment to be applied to the n + 1th color filter substrate is calculated (step S5).
이어서, 산출된 제 n+1 감광막 제거 공정 환경에 의하여 제 n+1 감광막 제거 공정이 진행되기 전에 제 n 번째 컬러필터기판은 언로딩 되고, 제 n+1 감광막이 형성된 제 n+1 번째 컬러필터기판이 지정된 위치에 로딩 된다(단계 S6).Subsequently, before the n + 1 photosensitive film removing process is performed, the nth color filter substrate is unloaded by the calculated n + 1 photosensitive film removing process environment, and the n + 1th color filter having the n + 1 photosensitive film formed thereon. The substrate is loaded at the designated position (step S6).
이어서, 제 n+1 번째 컬러필터기판에는 제 n+1 감광막 제거 공정 환경에 의하여 제 n+1 감광막의 제거 공정이 수행된다(단계 S7).Subsequently, a process of removing the n + 1th photosensitive film is performed on the n + 1th color filter substrate by the n + 1th photosensitive film removing process environment (step S7).
이하, 본 발명의 일실시예에 의한 감광막 제거 방법을 구현하기 위한 감광막 제거 시스템을 첨부된 도 5 또는 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a photoresist removal system for implementing a photoresist removal method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5 or 6.
첨부된 도 5를 참조하면, 감광막 제거 시스템(700)은 다시 제어 유닛(100), 공정 조건 조절 모듈(200), 감광막 잔류량 산출장치(300), 광반사율 측정장치(400), 감광막 제거 장치(500) 및 공정 데이터 저장 모듈(600)로 구성된다.Referring to FIG. 5, the photoresist
이와 같은 감광막 제거 시스템(700)의 구성요소인 공정 조건 조절 모듈(200), 감광막 잔류량 산출장치(300), 광반사율 측정장치(400), 감광막 제거 장치(500)를 제어하기 위한 제어 신호는 제어 유닛(100)과 연결된 컨트롤 버스(control bus;110)에 의하여 입출입 된다. 또한, 공정 조건 조절 모듈(200), 감광막 잔류량 산출장치(300), 광반사율 측정장치(400), 감광막 제거 장치(500)의 데이터 신호는 제어 유닛(100)과 연결된 데이터 버스(data bus;120)에 의하여 입출 입 된다.The control signal for controlling the process
이와 같은 구성을 갖는 감광막 제거 시스템(700) 중 감광막 제거 장치(500)는 다시 도 6에 도시된 바와 같이 공정 챔버(510), 자외선 램프(520), 가열 플레이트(530), 애싱 가스 공급 장치(540)를 갖는다.Of the
공정 챔버(510)는 청정한 환경에서 애싱 공정이 진행되는 공간을 제공하는 역할을 하며, 이 공정 챔버(510)의 내부 기저면에는 가열 플레이트(530)가 설치된다. 이 가열 플레이트(530)는 공정이 진행될 컬러필터기판(550)이 로딩 되며, 온도 조절이 자유로운 발열 모듈(미도시)이 내장된다.The
이와 같은 구성을 갖는 가열 플레이트(530)와 대향하는 공정 챔버(510)에는 다시 자외선 램프(520)가 설치된다. 이 자외선 램프(520)는 적어도 1개가 설치되며, 185㎚ 또는 254㎚의 파장 길이를 갖는 자외선을 발생하며, 자외선 발생량의 조절이 가능한 것을 사용하도록 한다.The
한편, 공정 챔버(510)와 연관하여 애싱 가스 공급 장치(540)가 설치된다. 애싱 가스 공급 장치(540)는 다시 애싱 가스 공급관(544) 및 애싱 가스 공급 모듈(542)로 구성된다. 공정 챔버(510)의 외측에는 애싱 가스 공급 모듈(542)이 설치되고, 공정 챔버(510)의 내부에는 다시 애싱 가스 공급관(544)이 설치된다. 이 애싱 가스 공급관(544)에는 복수개의 분사 노즐(544a)이 형성된다. 이때, 애싱 가스 공급 모듈(542)에서는 산소 또는 오존이 공급된다.Meanwhile, the ashing
미설명 도면부호 522는 자외선 램프(520)에서 발생되는 자외선의 양을 감지하는 자외선 센서이고, 미설명 도면부호 532는 가열 플레이트(530)의 온도를 측정 하는 온도 측정 센서이다.
이와 같은 구성을 갖는 감광막 제거 장치(500)에는 공정 조건을 변경시키기 위한 공정 조건 조절 모듈(200)이 설치된다. 공정 조건 조절 모듈(200)은 제어 유닛(100)에서 발생한 제어 신호에 의하여 공정 조건을 조절한다.The
공정 조건 조절 모듈(200)은 다시 램프 전원 인가 모듈(210), 유량 제어 모듈(220), 공정 진행 시간 조절 모듈(230), 공정 온도 조절 모듈(240)로 구성된다.Process
이때, 램프 전원 인가 모듈(210)은 앞서 설명한 자외선 램프(520)에 인가되는 전원의 세기를 조절하여 자외선 램프(520)에서 발생한 자외선의 양을 조절하는 역할을 담당한다. 이때, 램프 전원 인가 모듈(210)에서 발생한 자외선의 양은 제어 유닛(100)의 제어 신호에 의한다.At this time, the lamp
한편, 유량 제어 모듈(220)은 애싱가스 공급 모듈(542)에서 공급된 산소 또는 오존의 유량을 조절한다. 이때, 유량 제어 모듈(220)은 역시 제어 유닛(100)의 제어 신호에 의하여 작동한다.On the other hand, the flow
한편, 공정 진행 시간 조절 모듈(230)은 애싱 공정이 진행되는 전체 공정 시간을 조절하는 역할을 하며, 역시 제어 유닛(100)의 제어 신호에 의하여 작동한다.On the other hand, the process progress
한편, 공정 온도 조절 모듈(240)은 가열 플레이트(530)에 가해지는 전원의 세기를 조절하여 가열 플레이트(530)의 온도가 조절되도록 하여 가열 플레이트(530)에 안착된 컬러필터기판(550)의 온도가 제어되도록 하는 역할을 담당한다.On the other hand, the process
한편, 이와 같은 구성을 갖는 공정 조건 조절 모듈(200)은 앞서 설명한 바와 같이 제어 유닛(100)에서 발생한 제어 신호에 따라서 작동된다. 제어 유닛(100)에서 발생되는 이 제어 신호는 광반사율 측정장치(400)에서 발생한 데이터를 기반으로 하여 발생된다.On the other hand, the process
이는 앞서 설명하였지만, 컬러필터기판(550)의 블랙매트릭스 박막에 형성된 감광막 잔류량이 광반사율과 반비례 관계를 갖기 때문이다.This is because, as described above, the residual amount of the photoresist film formed on the black matrix thin film of the
광반사율 측정장치(400)는 다시 광반사율 측정 모듈(410), 레퍼런스 기판(420) 및 측정 기판(430)으로 구성된다.The light
이때, 광반사율 측정 모듈(410)은 620㎚, 540㎚ 및 460㎚의 파장 길이를 갖는 광을 출사 및 기판으로부터 반사된 광을 디텍팅하여 광반사율 데이터를 산출한다.In this case, the light
이때, 레퍼런스 기판(420)은 광반사율을 측정하는데 기준이 되는 기판이다. 컬러필터기판의 블랙매트릭스 상에서의 제 1 광반사율은 레퍼런스 기판(420)으로부터 백분율로 계산된다.In this case, the
이와 같은 구성을 갖는 광반사율 측정 모듈(400)에서 발생된 데이터는 공정 데이터 저장 모듈(600)에 저장되고, 제어 유닛(100)은 이 공정 데이터 저장 모듈(600)에 저장된 데이터를 억세스 하여 사용한다.The data generated by the light
한편, 공정 데이터 저장 모듈(600)에 저장된 광반사율 데이터는 감광막 잔류량 산출 장치(300)에 의하여 연산되어 실제 컬러필터기판에서의 감광막 잔류량으로 연산되어 산출되고, 산출된 감광막 잔류량 데이터는 역시 공정 데이터 저장 모듈(600)에 저장된다.
On the other hand, the light reflectance data stored in the process
제어 유닛(100)은 공정 데이터 저장 모듈(600)에 저장된 감광막 잔류량 데이터를 억세스 하여 공정 조건 조절 모듈(200)에 인가할 각 제어 신호를 발생시킨다.The
앞서 설명한 감광막 제어 방법 및 감광막 제어 장치는 일반적인 박막 처리 공정에서 폭넓게 사용될 수 있음은 물론, 박막 처리 공정을 필요로 하는 액정표시패널 등에도 사용될 수 있다.The photoresist control method and the photoresist control apparatus described above may be widely used in a general thin film processing process, and may also be used in a liquid crystal display panel requiring a thin film processing process.
예를 들면, 첨부된 도 7에는 액정표시패널의 단면도가 도시되어 있다. 도면부호 552는 블랙 매트릭스이고, 도면부호 553은 블랙매트릭스의 상면에 형성된 투명 도전막이다.For example, a cross-sectional view of the liquid crystal display panel is illustrated in FIG. 7.
이때, 블랙 매트릭스(552)와 투명 도전막(553) 사이에 감광막이 잔류된 상태에서, 외부로부터 횡방향 전단력이 가해질 경우, 블랙 매트릭스(552)와 투명 도전막(553)이 분리되고, 이로 인해 도면부호 556으로 도시된 액정의 양쪽에 위치한 TFT 기판(554)과 컬러필터기판(555)이 분리되는 치명적인 불량이 발생할 수 있으나, 본 발명에 의한 감광막 제거 방법 및 감광막 제거 시스템에 의하여 이와 같은 문제점을 극복할 수 있다.At this time, when a lateral shear force is applied from the outside while the photosensitive film remains between the
한편, 앞서 설명한 본 발명에서는 일실시예로 도 5 또는 도 6에 도시된 바와 같이 크롬 박막의 광반사율을 측정하여 블랙 매트릭스에 잔류하는 감광막의 잔류량을 측정하고, 감광막 잔류량에 따라서 공정 환경을 피드백 제어하는 것이 설명되었다.Meanwhile, in the present invention described above, as shown in FIG. 5 or 6, the light reflectance of the chromium thin film is measured to measure the residual amount of the photoresist film remaining in the black matrix, and the process environment is feedback-controlled according to the photoresist residual amount. It has been explained.
그러나, 최근 들어 크롬 박막 대신 광 흡수율이 뛰어난 블랙 수지가 사용되고 있는데, 이 블랙 수지의 상면에 남은 감광막의 잔류량은 광반사율로 측정하기 어렵고 광투과율을 측정해야 한다.In recent years, however, black resins having excellent light absorptivity have been used instead of the chromium thin film, and the residual amount of the photoresist remaining on the upper surface of the black resin is difficult to be measured by the light reflectance and the light transmittance should be measured.
이때, 블랙 수지의 광투과율은 블랙 수지의 상면에 형성된 감광막의 잔류물과 반비례하는 관계를 갖는다. 예를 들면, 블랙 수지의 상면에 감광막의 잔류물이 많이 존재할수록 광투과율은 낮아지고, 블랙 수지의 상면에 감광막의 잔류물이 많이 존재할수록 광투과율은 높아진다.At this time, the light transmittance of the black resin has a relationship in inverse proportion to the residue of the photosensitive film formed on the upper surface of the black resin. For example, the more the residue of the photoresist film is on the top surface of the black resin, the lower the light transmittance, and the more the residue of the photosensitive film is on the top surface of the black resin, the higher the light transmittance.
이를 감안하여 블랙 수지의 광투과율을 측정함으로써 블랙 수지의 상면에 형성된 감광막 잔류물의 잔류 정도를 정밀하게 측정할 수 있다.In view of this, by measuring the light transmittance of the black resin, it is possible to accurately measure the residual degree of the photoresist residue formed on the upper surface of the black resin.
시스템 측면에서는 이 실시예는 도 8 또는 도 9에 도시된 바와 같이 감광막 제거 시스템에 광투과율 측정 모듈(460)을 포함하는 광투과율 측정장치(450)를 설치함으로써 구현된다. 도 8 또는 도 9에서 나머지 구성요소인 공정 조건 조절 모듈(200), 감광막 잔류량 산출장치(300), 감광막 제거장치(500), 공정 데이터 저장 모듈(600) 및 제어 유닛(100)은 앞서 도 5 또는 도 6에 도시된 부분과 동일함으로 중복된 설명은 생략하기로 한다.On the system side, this embodiment is implemented by installing a light
이로써, 크롬 박막을 블랙 매트릭스로 사용할 경우에는 광반사율 측정장치로 크롬 박막의 상면에 존재하는 감광막의 잔류량을 산출하고, 블랙 수지를 블랙 매트릭스로 사용할 경우에는 광투과율 측정장치로 크롬 박막의 상면에 존재하는 감광막의 잔류량을 산출함으로써 본 발명의 목적을 구현할 수 있게 된다.Thus, when the chromium thin film is used as the black matrix, the light reflectance measuring device calculates the residual amount of the photoresist film on the upper surface of the chromium thin film, and when the black resin is used as the black matrix, the light transmittance measuring device exists on the upper surface of the chromium thin film. The object of the present invention can be realized by calculating the remaining amount of the photosensitive film.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 적어도 2 개의 박막을 연속적으로 증착 및 패터닝하는 과정에서 박막과 박막 사이에 존재하는 감광막 잔류물에 의한 박막간 부착력 저하를 극복 및 박막간 부착력 저하를 사전에 방지할 수 있는 등 다양한 효과를 갖는다.As described in detail above, in the process of continuously depositing and patterning at least two thin films, it is possible to overcome the lowering of the adhesion between the thin films due to the photoresist residue present between the thin films and the thin films, and to prevent the lowering of the adhesion between the thin films in advance. It has a variety of effects.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the detailed description of the present invention described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art having ordinary knowledge in the scope of the invention described in the claims to be described later It will be understood that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.
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2002
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