KR100876275B1 - 레이저 결정화 장비용 패턴 마스크 - Google Patents

레이저 결정화 장비용 패턴 마스크 Download PDF

Info

Publication number
KR100876275B1
KR100876275B1 KR1020020071541A KR20020071541A KR100876275B1 KR 100876275 B1 KR100876275 B1 KR 100876275B1 KR 1020020071541 A KR1020020071541 A KR 1020020071541A KR 20020071541 A KR20020071541 A KR 20020071541A KR 100876275 B1 KR100876275 B1 KR 100876275B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pattern
mask
pattern mask
substrate
stage
Prior art date
Application number
KR1020020071541A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040043310A (ko
Inventor
이종민
한규완
명승호
노철래
Original Assignee
삼성모바일디스플레이주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성모바일디스플레이주식회사 filed Critical 삼성모바일디스플레이주식회사
Priority to KR1020020071541A priority Critical patent/KR100876275B1/ko
Publication of KR20040043310A publication Critical patent/KR20040043310A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100876275B1 publication Critical patent/KR100876275B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02656—Special treatments
    • H01L21/02664—Aftertreatments
    • H01L21/02667—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
    • H01L21/02675—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth using laser beams
    • H01L21/02678—Beam shaping, e.g. using a mask
    • H01L21/0268—Shape of mask
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Abstract

이 발명은 레이저 결정화 장비용 패턴 마스크에 관한 것으로, 패턴 마스크와 기판의 결정화 방향을 정밀하게 정렬하여 결정화 특성을 향상시킬 수 있으며, 다수의 패턴을 한번의 정렬 작업만으로 사용가능하게 하여 생산성을 향상시킬 수 있도록, 레이저 빔을 선택적으로 투과시켜 기판에 소정 모양 및 방향으로 결정화가 진행되도록 하는 결정화 장비용 패턴 마스크에 있어서, 상기 패턴 마스크는 중심점을 기준으로, 좌우로 대향되는 위치에 대칭되는 형태로 수평 버니어키 패턴이 형성된 것을 특징으로 함.
레이저 결정화 장비, 패턴 마스크, 수평 버니어키 패턴, 수직 버니어키 패턴

Description

레이저 결정화 장비용 패턴 마스크{pattern mask for laser crystallization equipment}
도1a는 통상적인 레이저 결정화 장비중에서 SLS(Sequential Lateral Solidification ) 장비의 구성을 도시한 개략도이고, 도1b는 본 발명에서 패턴 마스크와 기판의 정렬을 위해 카메라부가 더 장착된 SLS 장비의 구성을 도시한 개략도이다.
도2는 본 발명에 의한 패턴 마스크를 도시한 평면 개략도이다.
도3은 패턴 마스크, 마스크 스테이지 및 기판 스테이지의 좌표 및 상관 관계를 도시한 개략도이다.
도4는 패턴 마스크와 마스크 스테이지의 정렬 방법을 도시한 설명도이다.
도5a는 패턴 마스크와 마스크 스테이지가 정확하게 정렬되었을 경우 기판에 형성된 결정 형상이고, 도5b는 패턴 마스크와 마스크 스테이지가 미정렬되었을 경우 기판에 형성된 결정 형상이다.
도6은 패턴 마스크와 기판 스테이지의 정렬 방법을 도시한 설명도이다.
도7a는 패턴 마스크와 기판 스테이지가 정확하게 정렬되었을 경우 기판에 형성된 결정 형상이고, 도7b는 패턴 마스크와 기판 스테이지가 미정렬되었을 경우 기판에 형성된 결정 형상이다.
도8a는 패턴 마스크의 중심과 레이저 빔의 중심이 정렬되었을 경우 기판에 형성된 결정 형상이고, 도8b는 패턴 마스크의 중심과 레이저 빔의 중심이 미정렬되었을 경우 기판에 형성된 결정 형상이다.
-도면중 주요 부호에 대한 설명-
2; 레이저 발생기 4; 제1광학계
6; 패턴 마스크 6a; 수평 버니어키 패턴
6b; 수직 버니어키 패턴 6c; 중심 정렬용 패턴
6d; 자동 정렬 마크 8; 마스크 스테이지
10; 제2광학계 12; 기판
14; 기판 스테이지 16; 카메라부
본 발명은 레이저 결정화 장비용 패턴 마스크 에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면 패턴 마스크와 기판의 결정화 방향을 정밀하게 정렬하여 결정화 특성을 향상시킬 수 있으며, 다수의 패턴을 한번의 정렬 작업만으로 사용 가능하게 하여 생산성을 향상시킬 수 있는 레이저 결정화 장비용 패턴 마스크에 관한 것이다.
반도체 처리 분야에서 레이저 결정화 장비는 크게 라인 빔 형태의 고출력 엑시머 레이저를 이용하여 아모퍼스 실리콘 막을 결정 실리콘 막으로 변환시키는 ELA(Excimer Laser Annealing) 장비와, 우수한 균질성의 결정 실리콘 막, 혹은 거의 단결정 수준의 실리콘 막을 구현할 수 있는 SLS(Sequential Lateral Solidification) 장비로 분류할 수 있다.
이중에서 상기 SLS 장비의 일반적인 구성을 첨부된 도1a를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도시된 바와 같이, SLS 장비의 일반적인 구성은 일정폭의 레이저 빔을 조사하는 레이저 발생기(2)와, 상기 레이저 빔의 조사 방향을 변경하는 제1광학계(4)와, 상기 제1광학계(4)에 의한 레이저 빔이 선택적으로 통과되도록 다수의 패턴을 갖는 패턴 마스크(6)와, 상기 패턴 마스크(6)가 탑재되는 동시에 정렬을 위해 X,Y 및 θ축으로 이동 및 회전 가능한 마스크 스테이지(8)와, 상기 패턴 마스크(6)를 통과한 레이저 빔의 특성을 변경시키는 제2광학계(10)와, 상기 제2광학계(10)를 통과하는 레이저 빔에 의해 결정화가 수행되는 기판(12)과, 상기 기판(12)이 탑재되는 동시에 레이저 빔의 조사와 동기하여 X,Y축으로 이동 가능한 기판 스테이지(14)와, 상기 레이저 발생기(2), 마스크 스테이지(8) 및 기판 스테이지(14)를 제어하는 컴퓨터(18)로 이루어져 있다.
여기서, 상기 패턴 마스크(6)는 상술한 바와 같이 기판(12)의 결정화에 사용되는 레이저 빔을 선택적으로 투과시키는 역할을 하며, 1개의 패턴 마스크에는 다수의 패턴이 형성되어 생산성이 향상되도록 되어 있다. 즉, 광학적인 원리가 유사한 노광기나 스테퍼는 패턴 마스크(또는 레티클) 1매에 패턴이 1개씩 형성되어 있는 경우가 대부분이어서 공정중 복수개의 패턴을 이용할 경우 패턴 마스크를 새로 장착할 때마다 정렬을 해야 하는 불편함이 있지만, 상기 SLS 장비에서는 패턴 마스크에 다수의 패턴을 형성시킴으로써, 상기한 불편함을 해결하고 있다.
또한, 상기 마스크 스테이지(8)는 패턴 마스크(6)와 기판(12)의 정렬을 위해 패턴 마스크(6)가 장착된 상태에서 X,Y 및 θ축으로 이동 및 회전할 수 있고, 패턴 마스크(6)내의 다른 패턴 사용시 패턴 마스크의 이동시에도 사용된다.
물론, 이러한 레이저 발생기(2), 마스크 스테이지(8) 및 기판 스테이지(14)는 모두 컴퓨터(18)의 제어 명령을 받는다.
한편, 이러한 종래의 SLS 공정을 적용하고 있는 장비는 대부분 실험 설비이거나 양산성이 고려되어 있지 않은 장비이므로, 카메라 등을 이용한 자동 정렬 기능은 전혀 구현되어 있지 않고, 실제 기판에 레이저 빔을 조사후 기판상에 결정화된 형상을 보고 수동으로 정렬하는 방식을 사용하고 있다.
그러나 이러한 종래의 방법은 패턴 마스크를 교체할 때마다 수동 정렬 작업을 수행해야 하며 마스크 스테이지를 이동하여 동일 패턴 마스크내의 다른 패턴을 사용하기 위해서는 마스크 스테이지의 이동축과 기판 스테이지의 이동축이 기구적으로 정밀하게 정렬되어야 하므로, 이를 위한 기구적인 조정에 많은 시간 및 비용이 필요한 문제가 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 패턴 마스크와 기판의 결정화 방향을 정밀하게 정렬하여 결정화 특성을 향상시킬 수 있으며, 다수의 패턴을 한번의 정렬 작업만으로 사용가능하게 하여 생산성을 향상시킬 수 있는 레이저 결정화 장비용 패턴 마스크를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 레이저 빔을 선택적으로 투과시켜 기판에 소정 모양 및 방향으로 결정화가 진행되도록 하는 결정화 장비용 패턴 마스크에 있어서, 상기 패턴 마스크는 중심점을 기준으로, 좌우로 대향되는 위치에 대칭되는 형태로 수평 버니어키 패턴이 형성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 수평 버니어키 패턴은 빗살형일 수 있다.
또한, 상기 패턴 마스크는 중심점을 기준으로, 어느 한 일측에 상,하 방향으로 대향되는 위치에 대칭되는 형태로 수직 버니어키 패턴이 더 형성될 수 있다.
또한, 상기 수직 버니어키 패턴은 빗살형일 수 있다.
또한, 상기 패턴 마스크는 중심을 기준으로, 대향되는 네위치에 대칭되는 형태로 4개의 중심 정렬용 패턴이 더 형성될 수 있다.
또한, 상기 중심 정렬용 패턴은 슬릿홀일 수 있다.
또한, 상기 패턴 마스크는 중심으로 기준으로, 좌우로 대향되는 위치에 대칭되는 형태로 자동 정렬 마크가 더 형성될 수 있다.
또한, 상기 자동 정렬 마크는 대략 십자형일 수 있다.
더불어, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 레이저 빔을 선택적으로 투 과시켜 기판에 소정 모양 및 방향으로 결정화가 진행되도록 하는 결정화 장비용 패턴 마스크와 기판의 정렬 방법에 있어서, 중심점을 기준으로 그 외측의 좌,우로 대칭되는 영역에 수평 버니어키 패턴을 형성하고, 상기 중심점을 기준으로 어느 한 일측에 상,하로 대칭되는 영역에 수직 버니어키 패턴을 형성하며, 상기 중심점의 상,하,좌,우로 대칭되는 네영역에 중심 정렬용 패턴을 형성하고, 상기 수평 버니어키 패턴의 외측에는 마스크 자동 정렬 마크를 형성한 패턴 마스크를 X,Y,θ로 이동 가능한 마스크 스테이지에 안착시키는 단계와, 상기 마스크 스테이지를 수평축으로 이동시키면서, 상기 패턴 마스크의 좌,우측에 형성된 수평 버니어키 패턴을 기판에 레이저로 조사하여 좌,우의 패턴이 완전 대칭될 때까지, 마스크 스테이지를 소정 각도 회전시킴으로써, 패턴 마스크의 수평, 수직축과 마스크 스테이지의 수평, 수직축을 정렬하는 단계와, 상기 기판이 안착된 기판 스테이지를 수직으로 이동시키면서, 상기 패턴 마스크의 상,하측에 형성된 수직 버니어키 패턴을 기판에 레이저로 조사하여 패턴이 완전 대칭될 때까지, 마스크 스테이지를 θc 각도 만큼 회전시킴으로써, 패턴 마스크의 수평, 수직축과 기판 스테이지의 수평, 수직축을 정렬하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 θc 각도는 패턴 마스크의 다른 패턴을 레이저로 조사하기 위한 마스크 스테이지의 이동시 각도 보정량으로 이용될 수 있다.
또한, 상기 수직 버니어키 패턴을 이용한 정렬 단계후에는, 패턴 마스크의 중심 정렬용 패턴을 기판에 레이저로 조사하여 패턴이 일치할 때까지 마스크 스테 이지의 수평, 수직축을 이동시킴으로써, 레이저 빔의 중심축과 패턴 마스크의 중심축을 정렬하는 단계가 더 포함될 수 있다.
또한, 상기 레이저 빔의 중심축과 패턴 마스크의 중심축 정렬 단계 후에는, 상기 마스크 스테이지의 하부에 카메라부를 고정설치하되, 상기 패턴 마스크의 양측에 형성된 마스크 자동 정렬 마크가 카메라로 촬영되도록 고정설치하는 단계가 더 포함될 수 있다.
또한, 상기 마스크 스테이지 상의 패턴 마스크가 교체된 후에는 2대의 카메라로 교체된 패턴 마스크의 자동 정렬 마크의 중심점 좌표를 찾아낸 후, 수평축,수직축 및 θc의 편차를 계산하고, 이 편차만큼 마스크 스테이지를 이동하여 카메라 중심과 자동 정렬 마크의 중심을 일치시키는 단계가 더 포함될 수 있다.
또한, 상기 마스크 스테이지의 이동시 수평축 및 수직축의 실제 이동해야 할 좌표는 아래의 식으로 얻어질 수 있다.
수평축(X')=Xcos(θc)-Ysin(θc)
수직축(Y')=Xsin(θc)+Ycos(θc)
여기서, X,Y는 각각 패턴 마스크내 좌표 설계치, X',Y'는 이동해야할 패턴 마스크내 좌표이다.
상기와 같이 하여 본 발명에 의한 레이저 결정화 장비용 패턴 마스크 에 의하면, 종래 실제 공정용 패턴을 이용해 레이저 빔을 기판에 조사시켜 패턴 마스크와 기판을 정렬하는 방법에 비해 정렬 여부는 물론, 정렬 불일치 정도까지 나타내 줄 수 있는 각종 정렬용 키를 이용하므로 더욱 용이하고 더욱 정밀한 정렬 작업을 수행할 수 있는 장점이 있다.
또한, 카메라부를 이용하여 패턴 마스크의 교체시 자동 정렬이 가능하며, 마스크 스테이지와 기판 스테이지의 기구적인 오차를 제어적으로 보정할 수 있어 다수의 패턴을 한번의 정렬 작업만으로 사용 가능하고, 마스크 교체시의 시간이 단축되어 생산성이 향상되는 장점이 있다.
이하 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도1b를 참조하면, 본 발명에서 패턴 마스크와 기판의 정렬을 위해 레이저 결정화 장비에 카메라부가 더 장착된 상태가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 마스크 스테이지(8)의 하부에는 패턴 마스크(6)의 소정 영역을 촬영하기 위한 2대의 카메라부(16)가 더 설치되어 있으며, 이러한 카메라부(16)는 컴퓨터(18)의 제어 명령을 받는다. 이러한 카메라부(16)의 기능 및 작용은 패턴 마스크(6)와 기판(12)의 정렬 방법에서 상세히 설명하기로 한다.
도2를 참조하면, 본 발명에 의한 패턴 마스크의 평면 개략도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 본 발명에 의한 패턴 마스크(6)는 한쌍의 수평 버니어키 패턴(6a), 한쌍의 수직 버니어키 패턴(6b), 중심 정렬용 패턴(6c) 및 자동 정렬 마크(6d)가 더 형성되어 있다. 물론, 기판(12)에 결정화를 위한 패턴도 형성되어 있지만 이것의 모양은 종래와 같으므로 생략하였다.
먼저, 상기 수평 버니어키 패턴(6a)은 상기 패턴 마스크(6)의 중심점을 기준으로, 좌,우로 대향되는 위치에 대칭되는 형태로 형성되어 있다. 일례로 이러한 수평 버니어키 패턴(6a)은 대략 빗살형으로 형성될 수 있으며, 이밖에도 다양한 모양으로 형성 가능하며, 본 발명에서 상기 수평 버니어키 패턴(6a)의 모양을 한정하는 것은 아니다.
상기 수직 버니어키 패턴(6b)은 상기 패턴 마스크(6)의 중심점을 기준으로, 어느 한 일측에 상,하 방향으로 대향되는 위치에 대칭되는 형태로 형성되어 있다. 일례로 이러한 수직 버니어키 패턴(6b)은 대략 빗살형으로 형성될 수 있으며, 이밖에도 다양한 모양으로 형성 가능하며, 본 발명에서 상기 수직 버니어키 패턴(6b)의 모양을 한정하는 것은 아니다.
상기 중심 정렬용 패턴(6c)은 상기 패턴 마스크(6)의 중심을 기준으로, 대향되는 네위치에 대칭되는 형태로 4개가 형성되어 있다. 일례로 이러한 중심 정렬용 패턴(6c)은 대략 사각의 슬릿홀(slit hole)일 수 있으며, 이밖에도 다양한 모양으로 형성 가능하며, 본 발명에서 상기 중심 정렬용 패턴(6c)의 모양을 한정하는 것은 아니다.
상기 자동 정렬 마크(6d)는 상기 패턴 마스크(6)의 중심을 기준으로, 좌우로 대향되는 위치에 대칭되는 형태로 형성되어 있다. 일례로 이러한 자동 정렬 마크(6d)는 대략 십자형으로 형성될 수 있으며, 이밖에도 다양한 모양으로 형성 가능하며, 본 발명에서 상기 자동 정렬 마크(6d)의 형상을 한정하는 것은 아니다.
이하, 상기와 같은 구조의 패턴 마스크(6)와 기판(12)의 정렬 방법을 설명한다. 여기서, 본 발명에 의한 정렬 방법은 크게 마스크 스테이지(8)와 카메라부(16)의 셋팅 단계 및 패턴 마스크(6)의 교체 장착시 자동 정렬 단계로 나뉠 수 있으며, 먼저 상기 마스크 스테이지(8)와 카메라부(16)의 셋팅 단계를 설명한다.
우선, 도3을 참조하면, 패턴 마스크(6), 마스크 스테이지(8) 및 기판 스테이지(14)의 좌표 및 상관 관계가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 제일 하단에 실제 X,Y축(수평, 수직축)으로 이동 가능한 기판 스테이지(14)가 위치되어 있고, 상기 기판 스테이지(14)로부터 일정 거리 이격된 상부에는 X,Y,θ(수평,수직, 회전축) 이동 또는 회전 가능한 마스크 스테이지(8)가 위치되어 있고, 상기 마스크 스테이지(8)에는 다수의 패턴을 갖는 패턴 마스크(6)가 탑재되어 있다. 여기서, 상기 기판 스테이지(14)에는 실제 결정화가 수행되는 기판이 안착되어 있으나, 이는 도시되어 있지 않다.
여기서, 상기 기판 스테이지(14)는 수평, 수직 이동축으로서 X,Y축을 갖고, 마스크 스테이지(8)도 수평, 수직 이동축으로서 A,B축을 가지며, 패턴 마스크(6)도 가상의 수평, 수직 이동축으로서 U,V축을 갖는다.
한편, 상술한 구조의 패턴 마스크(6)를 마스크 스테이지(8)에 장착하게 되면 기구적인 오차에 의해 패턴 마스크(6), 마스크 스테이지(8) 및 기판 스테이지(14)의 수평, 수직축이 일반적으로 정렬되지 않은 상태가 된다. 따라서, 본 발명의 최종적 셋팅의 목적은 패턴 마스크(6)의 UV축과 기판 스테이지(14)의 XY축을 정렬하는데 있다.
상기 도3에서 마스크 스테이지(8)의 AB축과 기판 스테이지(14)의 XY축은 기구적으로 조립이 완료되면 조정이 불가능하며 따라서 두 축을 완전하게 정렬시키는데 한계가 있다. 이 두축의 정렬 불일치로 인해 마스크 스테이지(8)가 패턴 마스크(6)의 설계치 대로 이동하면 패턴이 정위치를 벗어나는 현상이 발생하며 이를 방지하기 위한 보정 방법이 필요하여 이러한 보정 방법을 포함한 셋팅 단계를 설명한다.
다음으로, 도4를 참조하면, 패턴 마스크와 마스크 스테이지의 정렬 방법이 도시되어 있다.
먼저, 중심점을 기준으로 그 외측의 좌,우로 대칭되는 영역에 수평 버니어키 패턴(6a)이 형성되고, 상기 중심점을 기준으로 어느 한 일측에 상,하로 대칭되는 영역에 수직 버니어키 패턴(6b)이 형성되며, 상기 중심점의 상,하,좌,우로 대칭되는 네영역에 중심 정렬용 패턴(6c)이 형성되고, 상기 수평 버니어키 패턴(6a)의 외측에는 마스크 자동 정렬 마크(6d)가 형성된 패턴 마스크(6)(도2 참조)를 X,Y,θ로 이동 및 회전 가능한 마스크 스테이지(8)에 안착시킨다.
그런후, 패턴 마스크(6)의 U축상 좌우측 일단에 형성된 수평 버니어키 패턴(6a)(도2 참조)에 레이저 빔을 조사하는 방법으로 패턴 마스크(6)의 UV축과 마스크 스테이지(8)의 AB축을 정렬한다.
즉, 마스크 스테이지(8)를 A축(패턴 마스크(6)의 U축) 방향으로 이동하면서 양쪽 수평 버니어키 패턴(6a)을 각각 차례대로 레이저 빔 중심에 맞추고 기판(12)에 조사하면 소정 형태로 기판(12)상에 결정화된 형상을 보고 UV-AB축의 정렬 상태를 확인할 수 있다. 상기 정렬 상태를 확인하여 마스크 스테이지(8)를 회전시키면서 UV-AB축이 정렬될 때 까지 이 과정이 반복된다.
도5a를 참조하면, 패턴 마스크(6)와 마스크 스테이지(8)가 정확하게 정렬되었을 경우 기판(12)에 형성된 결정 형상(6e)이 도시되어 있고, 도5b를 참조하면, 패턴 마스크(6)와 마스크 스테이지(8)가 미정렬되었을 경우 기판(12)에 형성된 결정 형상(6e)이 도시되어 있다.
즉, 패턴 마스크(6)의 UV축과 마스크 스테이지(8)의 AB축이 정확히 일치하면, 도5a에 도시된 바와 같이 수평 버니어키(6a)에 해당하는 결정 형상(6e)이 정확히 좌우로 대칭되고, 패턴 마스크(6)의 UV축과 마스크 스테이지(8)의 AB축이 일치하지 않으면, 도5b에 도시된 바와 같이 수평 버니어키(6a)에 해당하는 결정 형상(6e)이 좌우로 대칭되지 않게 된다.
다음으로, 도6을 참조하면, 패턴 마스크와 기판 스테이지의 정렬 방법이 도 시되어 있다.
패턴 마스크(6)에 형성된 수직 버니어키 패턴(6b)(도2 참조)을 통해 레이저 빔을 조사하는 방법으로 패턴 마스크(6)의 UV축과 기판 스테이지(14)의 XY축을 정렬한다.
즉, 수직 버니어키 패턴(6b)을 레이저 빔 중심에 맞추고, 기판(12)에 레이저를 조사한 후 기판 스테이지(14)를 Y축 방향으로(마스크의 V축) 수직 버니어키 패턴(6b) 간격에 해당하는 거리 만큼 이동후 다이 레이저 빔을 조사하면 기판(12) 상에 형성된 소정 결정 형상을 보고 UV-XY축의 정렬 상태를 확인할 수 있다. 상기 정렬 상태를 확인하여 마스크 스테이지(8)를 소정 각도(θc) 회전시키면서 UV-XY축이 정렬될때 까지 이 과정이 반복된다.
이때, 마스크 스테이지(8)의 회전량(θc)이 마스크 스테이지(8)의 AB축과 기판 스테이지(14)의 XY축이 기구적으로 틀어져 있는 각도이며 향후 마스크 스테이지(8)의 이동시 상기 θc를 보정하여 이동하도록 제어한다.
도7a를 참조하면, 상기 패턴 마스크(6)와 기판 스테이지(14)가 정확하게 정렬되었을 경우 기판(12)에 형성된 결정 형상(6e)이 도시되어 있고, 도7b를 참조하면, 패턴 마스크(6)와 기판 스테이지(14)가 미정렬되었을 경우 기판(12)에 형성된 결정 형상(6e)이 도시되어 있다.
즉,
패턴 마스크(6)의 UV축과 기판 스테이지(14)의 XY축이 정확히 일치하면, 도7a에 도시된 바와 같이 수직 버니어키(6b)에 해당하는 결정 형상(6e)이 정확히 상하로 대칭되고, 패턴 마스크(6)의 UV축과 기판 스테이지(14)의 XY축이 일치하지 않으면, 도7b에 도시된 바와 같이 수직 버니어키(6b)에 해당하는 결정 형상(6e)이 상하로 대칭되지 않게 된다.
이어서, 도8a를 참조하면, 패턴 마스크(6)의 중심과 레이저 빔의 중심이 정렬되었을 경우 기판(12)에 형성된 결정 형상(6e)이 도시되어 있고, 도8b를 참조하면, 패턴 마스크(6)의 중심과 레이저 빔의 중심이 미정렬되었을 경우 기판(12)에 형성된 결정 형상(6e)이 도시되어 있다.
이러한 패턴 마스크(6)와 레이저 빔의 중심을 정렬하는 방법은 도2의 패턴 마스크(6)에 레이저 빔 중심 정렬용 패턴(6c)을 통해 레이저를 조사하는 방법으로 패턴 마스크(6)의 중심과 레이저 빔의 중심을 정밀하게 정렬한다.
즉, 중심 정렬용 패턴(6c)에 레이저 빔을 맞추고(정밀하지 않음) 레이저 빔을 조사하면 상기 도8a 및 도8b와 같이 기판(12)상에 형성된 결정 형상(6e)을 보고 중심의 정렬 상태를 확인할 수 있다. 정렬 상태를 확인하여 마스크 스테이지(8)의 AB축을 이동시키면서 패턴 마스크(6)와 레이저 빔의 중심이 정밀하게 정렬될 때까지 이 과정이 반복된다.
이어서, 위의 순서로 마스크 스테이지(8)를 셋팅한 후 마스크 스테이지(8) 하부에 설치된 2대의 카메라부(16)의 영상 중심에 도2의 패턴 마스크(6)의 마스크 자동 정렬용 마크(6d)가 위치하도록 카메라부(16)를 고정시킨다.
이와 같은 과정에 의해 마스크 스테이지(8) 및 카메라부(16)가 셋팅되면 패턴 마스크(6)가 교체되더라도 카메라부(16)의 중심에 패턴 마스크(6)의 정렬 마크가 위치하면 패턴 마스크(6), 마스크 스테이지(8) 및 기판 스테이지(14)는 정렬된 상태이므로 기판(12)의 결정화 공정을 수행할 수 있게 되는데, 이를 위한 패턴 마스크(6)의 교체 장착시 자동 정렬 단계를 설명한다.
먼저, 카메라부(16)를 이용한 자동 정렬 방법은 두대의 카메라부(16)에서 영상을 획득한 후 각각 도2의 패턴 마스크(6)의 자동 정렬 마크(6d)의 중심점 좌표를 찾아내면 실제 패턴 마스크(6)의 위치와 정렬 위치의 X,Y,θc축의 편차를 계산할 수 있고, 이 편차량만큼 마스크 스테이지(8)를 이동하여 카메라부(16) 중심과 자동 정렬 마크(6d)의 중심을 일치시키는 방법을 사용한다.
이어서, 도6과 같이 마스크 스테이지(8)가 셋팅되어 있는 상태에서 패턴 마스크(6)와 기판 스테이지(14)의 축은 정렬되어 있는 반면 마스크 스테이지(8)의 축은 미정렬되어 있는 상태(θc만큼)이므로 패턴 마스크(6)의 설계치대로 마스크 스테이지(8)를 이동하면 레이저빔과 패턴의 정렬이 틀어지게 된다. 이를 방지하기 위해 아래식으로 마스크 스테이지(8)의 이동시 θc를 보정할 수 있도록 제어한다.
수평축(X')=Xcos(θc)-Ysin(θc)
수직축(Y')=Xsin(θc)+Ycos(θc)
여기서, X,Y는 각각 패턴 마스크내 좌표 설계치, X',Y'는 이동해야할 패턴 마스크내 좌표이다.
이상에서와 같이 본 발명은 비록 상기의 실시예로 한정하여 설명하였지만, 본 발명은 상기의 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지로 변형된 실시예도 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 의한 레이저 결정화 장비용 패턴 마스크에 의하면, 종래 실제 공정용 패턴을 이용해 레이저 빔을 기판에 조사시켜 패턴 마스크와 기판을 정렬하는 방법에 비해 정렬 여부는 물론, 정렬 불일치 정도까지 나타내 줄 수 있는 각종 정렬용 키를 이용하므로 더욱 용이하고 더욱 정밀한 정렬 작업을 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 카메라부를 이용하여 패턴 마스크의 교체시 자동 정렬이 가능하며, 마스크 스테이지와 기판 스테이지의 기구적인 오차를 제어적으로 보정할 수 있어 다수의 패턴을 한번의 정렬 작업만으로 사용 가능하고, 마스크 교체시의 시간이 단축되어 생산성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 레이저 빔을 선택적으로 투과시켜 기판에 소정 모양 및 방향으로 결정화가 진행되도록 하는 결정화 장비용 패턴 마스크에 있어서,
    상기 패턴 마스크는 중심점을 기준으로, 좌우로 대향되는 위치에 대칭되는 형태로 수평 버니어키 패턴이 형성되고,
    상기 패턴 마스크는 중심점을 기준으로, 어느 한 일측에 상,하 방향으로 대향되는 위치에 대칭되는 형태로 수직 버니어키 패턴이 더 형성된 것을 특징으로 하는 레이저 결정화 장비용 패턴 마스크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수평 버니어키 패턴은 빗살형인 것을 특징으로 하는 레이저 결정화 장비용 패턴 마스크.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 수직 버니어키 패턴은 빗살형인 것을 특징으로 하는 레이저 결정화 장비용 패턴 마스크.
  5. 레이저 빔을 선택적으로 투과시켜 기판에 소정 모양 및 방향으로 결정화가 진행되도록 하는 결정화 장비용 패턴 마스크에 있어서,
    상기 패턴 마스크는 중심점을 기준으로, 좌우로 대향되는 위치에 대칭되는 형태로 수평 버니어키 패턴이 형성되고,
    상기 패턴 마스크는 중심을 기준으로, 대향되는 네위치에 대칭되는 형태로 4개의 중심 정렬용 패턴이 더 형성된 것을 특징으로 하는 레이저 결정화 장비용 패턴 마스크.
  6. 제5항에 있어서, 상기 중심 정렬용 패턴은 슬릿홀인 것을 특징으로 하는 레이저 결정화 장비용 패턴 마스크.
  7. 레이저 빔을 선택적으로 투과시켜 기판에 소정 모양 및 방향으로 결정화가 진행되도록 하는 결정화 장비용 패턴 마스크에 있어서,
    상기 패턴 마스크는 중심점을 기준으로, 좌우로 대향되는 위치에 대칭되는 형태로 수평 버니어키 패턴이 형성되고,
    상기 패턴 마스크는 중심을 기준으로, 좌우로 대향되는 위치에 대칭되는 형태로 자동 정렬 마크가 더 형성된 것을 특징으로 하는 레이저 결정화 장비용 패턴 마스크.
  8. 제7항에 있어서, 상기 자동 정렬 마크는 십자형인 것을 특징으로 하는 레이저 결정화 장비용 패턴 마스크.
KR1020020071541A 2002-11-18 2002-11-18 레이저 결정화 장비용 패턴 마스크 KR100876275B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020071541A KR100876275B1 (ko) 2002-11-18 2002-11-18 레이저 결정화 장비용 패턴 마스크

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020071541A KR100876275B1 (ko) 2002-11-18 2002-11-18 레이저 결정화 장비용 패턴 마스크

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040043310A KR20040043310A (ko) 2004-05-24
KR100876275B1 true KR100876275B1 (ko) 2008-12-26

Family

ID=37339787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020020071541A KR100876275B1 (ko) 2002-11-18 2002-11-18 레이저 결정화 장비용 패턴 마스크

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100876275B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101432156B1 (ko) * 2013-06-14 2014-08-20 에이피시스템 주식회사 기판 처리 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980077391A (ko) * 1997-04-18 1998-11-16 김영환 버어니어 키를 구비한 마스크 구조
KR20000003947A (ko) * 1998-06-30 2000-01-25 김영환 포토마스크 상의 버어니어 패턴
KR20000020417U (ko) * 1999-05-06 2000-12-05 김영환 반도체 노광장비용 버니어키

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980077391A (ko) * 1997-04-18 1998-11-16 김영환 버어니어 키를 구비한 마스크 구조
KR20000003947A (ko) * 1998-06-30 2000-01-25 김영환 포토마스크 상의 버어니어 패턴
KR20000020417U (ko) * 1999-05-06 2000-12-05 김영환 반도체 노광장비용 버니어키

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040043310A (ko) 2004-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102633183B1 (ko) 포토리소그래피 마스크의 정렬 방법 및 반도체 재료의 웨이퍼에서 집적 회로를 제조하기 위한 대응 공정 방법
DE3247560C2 (de) Verfahren zur Einstellung einer Abtastungsbelichtungsvorrichtung
US9946170B2 (en) Method for exposure and development, system for controlling exposure and system for exposure and development
US6128070A (en) Monitor method and apparatus for overlay alignment of a stepper
DE2260229B2 (ko)
CN105527800A (zh) 一种曝光方法、曝光装置及彩膜基板
KR100876275B1 (ko) 레이저 결정화 장비용 패턴 마스크
JP4048873B2 (ja) 位置決め加工方法
EP0055303B1 (de) Maske zur Abbildung eines Musters auf einer Photoresistschicht, Verfahren zur Herstellung dieser Maske und Verwendung derselben in einem photolithographischen Prozess
JP3450752B2 (ja) 矩形ビーム用マスクアライメント方法
CN113050383B (zh) 一种光刻曝光方法、装置和光刻系统
US20040158423A1 (en) wafer alignment system
JPH024270A (ja) 自動目合せ露光装置
JP4906378B2 (ja) レーザ加工用マスクの姿勢検出方法及びステージ精度評価方法
KR100605786B1 (ko) 반도체소자의 노광방법
KR100911033B1 (ko) 종횡 노광이 가능한 정렬 키를 가지는 마스크 및 이를이용한 노광 방법
JP2005099117A (ja) 露光方法及びその方法で用いられる基板のアライメント方法
JPH05229097A (ja) スクリーン印刷法
JP2500509B2 (ja) 穿孔装置における画像認識の歪み補正方法
CN115036251A (zh) 扇出封装晶圆的对位方法及扇出封装晶圆
JPS63102314A (ja) 多層レジストプロセスにおけるアライメント方法
KR100390818B1 (ko) 반도체균일패턴형성방법
JPH01278721A (ja) 位置合せ方法
JPH0222532B2 (ko)
JPS62235732A (ja) 露光装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
N231 Notification of change of applicant
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121130

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131129

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141128

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171129

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181126

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191202

Year of fee payment: 12