KR101050312B1 - 분할 노광 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스티치 얼룩을 방지할 수 있는 분할 노광 방법방법을 제공하는 것이다.

이를 위하여, 본 발명에 따른 분할 노광 방법은 좌우측 노광량 편차를 갖는 노광기를 이용하여 인접한 샷 영역의 경계부에서 이전 샷 영역의 우측 광량 편차가 다음 샷 영역의 좌측 광량 편차와 동일해지도록 상기 샷 영역 별로 전체적인 노광량을 조절한다,

Description

분할 노광 방법{Division Exposure Method}

도 1은 종래의 분할 노광 방법을 설명하기 위한 도면.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 분할 노광 방법을 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 분할 노광 방법을 설명하기 위한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 마스크 A : 제1 샷 영역

B : 제2 샷 영역 C : 제3 샷 영역

D : 제4 샷 영역 20 : 기판

본 발명은 액정 표시 패널에 관한 것으로, 특히 분할 노광으로 인한 스티치 얼룩을 보상할 수 있는 분할 노광 방법에 관한 것이다.

통상의 액정 표시 장치는 전계를 이용하여 유전 이방성을 갖는 액정의 광투 과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여, 액정 표시 장치는 화상을 표시하는 액정셀 매트릭스를 갖는 액정 표시 패널(이하, 액정 패널)과, 액정 패널을 구동하기 위한 구동 회로를 구비한다. 박막 트랜지스터를 이용하여 액정셀들을 독립적으로 구동하는 액티브 매트릭스 타입(Active Matrix Type)의 액정 표시 장치는 퍼스널 컴퓨터(PC)의 표시 장치 뿐만 아니라 텔레비젼(이하, TV라 함)용으로 널리 사용되고 있다.

액정 패널은 서로 대향하는 박막 트랜지스터 기판 및 칼러 필터 기판과, 두 기판 사이에 주입된 액정과, 두 기판 사이의 셀갭을 유지시키는 스페이서를 구비한다.

박막 트랜지스터 기판은 게이트 라인들 및 데이터 라인들과, 그 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차부마다 스위치 소자로 형성된 박막 트랜지스터와, 액정셀 단위로 형성되어 박막 트랜지스터에 접속된 화소 전극 등과, 그들 위에 도포된 배향막으로 구성된다.

칼라 필터 기판은 액정셀 단위로 형성된 칼라 필터들과, 칼러 필터들간의 구분 및 외부광 반사를 위한 블랙 매트릭스와, 액정셀들에 공통적으로 기준 전압을 공급하는 공통 전극과, 그들 위에 도포되는 배향막으로 구성된다.

액정 패널은 박막 트랜지스터 기판과 칼라 필터 기판을 별도로 제작하여 합착한 다음 액정을 주입하고 봉입함으로써 완성하게 된다.

이러한 액정 패널에서 박막 트랜지스터 기판 및 칼라 필터 기판은 패턴 형성을 위한 다수의 마스크 공정을 포함한다. 각각의 마스크 공정은 박막 증착 공정, 세정 공정, 포토리소그래피 공정, 식각 공정, 포토레지스트 박리 공정, 검사 공정 등을 포함한다. 여기서, 액정 패널이 포토리소그래피 공정에 이용되는 노광기의 유효 면적 보다 큰 경우 상기 박막 트랜지스터 기판 및 칼라 필터 기판을 분할하여 노광하는 스티치(Stitch) 노광 방법이 이용된다.

도 1은 종래의 스티치 노광 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 1에 도시된 기판(20)은 패터닝을 위한 박막(금속층, 절연막, 반도체층 등)과, 포토레지스트가 적층된 기판(20)을 의미한다. 포토레지스트는 노광 공정으로 마스크(10)의 패턴을 전사한 후, 현상함으로써 패터닝된다. 이때, 포토레지스트는 기판(20)이 마스크(10) 보다 큰 경우 그 마스크(10)를 이동하면서 노광 공정을 반복하는 스티치 노광 방법으로 노광된다. 여기서, 마스크를 이용한 한 번의 노광 공정 단위를 샷(Shot) 이라 하고, 하나의 샷에 대응되는 기판의 노광 영역을 샷 영역이라 한다. 예를 들면, 도 1에 도시된 기판(20)의 포토레지스트는 제1 내지 제4 샷 영역(A 내지 D)으로 분할되어 노광됨을 알 수 있다. 다시 말하여, 도 1에 도시된 마스크(10)를 이동하면서 제1 내지 제4 샷 영역(A 내지 D)의 포토레지스트를 순차적으로 노광한다.

이 경우, 하나의 샷 영역을 노광하는 노광기는 기판(20)의 수직 방향으로 스캔하면서 광을 조사하게 된다. 이때, 노광기는 도 1에 도시된 위치에 대한 광량 그래프와 같이 샷 영역의 중앙부에서는 광세기가 상대적으로 높고 샹 영역의 좌우측으로 갈 수록 광세기가 감소하는 특성을 갖는다. 또한, 노광기는 샷 영역의 좌우측부에서 서로 다른 비율로 감소하는 특성을 갖는다. 이러한 샷 영역의 좌측부 와 우측부간의 광량 차로 인하여 좌측부와 우측부에 형성된 패턴은 CD(Critical Demension) 편차를 갖게 된다. 이 결과, 인접한 샷 영역의 경계 영역에 형성된 패턴간에 CD 편차가 발생하게 됨으로써 액정 패널에서 스티치 얼룩을 유발하게 된다.

예를 들면, 샷 영역의 중앙부에서 형성된 패턴은 P의 CD를 갖고, 노광량 차이로 인하여 제1 내지 제4 샷 영역(A 내지 D) 각각의 좌측부에 형성된 패턴은 P+2a의 CD를, 우측부에 형성된 패턴은 P+a의 CD를 갖게 된다. 일반적으로 노광기의 좌측부 보다 큰 우측부의 광량에 의해, 노광기의 광량에 비례하는 우측부의 패턴이 좌측부의 패턴 보다 큰 CD를 갖게 된다. 이에 따라, 제1 내지 제4 샷 영역(A 내지 D)의 경계부에서는 P+2a의 CD를 갖는 좌측 패턴과 P+a의 CD를 갖는 우측 패턴과 인접하게 되므로 패턴간에 CD 편차가 발생하게 된다. 다시 말하여, 제1 내지 제4 샷(A 내지 D)의 경계부에서는 2a:a의 CD 편차를 갖는 좌우측 패턴이 인접하게 된다. 이러한 제1 내지 제4 샷 영역(A 내지 D)의 경계부에서의 CD 편차로 인하여 액정 패널에서는 스티치 얼룩이 발생하게 된다.

이러한 문제를 개선하기 위하여, 마스크의 양측에 패턴을 분할 형성하고, 인접한 샷 영역에서 마스크의 양측에 분할 형성된 패턴을 중첩시켜 합성함으로써 CD편차를 줄이는 방법이 제안되었다. 그러나, 이 경우에도 노광기 좌우측의 노광량 차로 인하여 마스크의 좌우측에 분할 형성된 패턴간에도 CD 편차를 갖게 되어 스티치 얼룩이 잔존하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 노광량의 제어하여 스티치 얼룩을 방지할 수 있는 분할 노광 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 분할 노광 방법은 좌우측 노광량 편차를 갖는 노광기를 이용하여 인접한 샷 영역의 경계부에서 이전 샷 영역의 우측 광량 편차가 다음 샷 영역의 좌측 광량 편차와 동일해지도록 상기 샷 영역 별로 전체적인 노광량을 조절한다.

본 발명의 다른 특징에 따른 분할 노광 방법은 중첩 영역을 포함하는 분할 노광하는 방법에 있어서, 좌우측 노광량 편차를 갖는 노광기를 이용하여 인접한 샷 영역의 중첩부에서 이전 샷 영역의 우측 광량 편차가 다음 샷 영역의 좌측 광량 편차와 동일해지도록 상기 샷 영역 별로 전체적인 노광량을 조절한다.

상기 샷 영역 별로 노광을 위한 스캔 속도 또는 절대 광량을 조절하여 상기 노광량을 조절한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이한, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 2를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 분할 노광 방법을 도시한 것이다.

도 2에 도시된 기판(20)은 패터닝을 위한 박막(금속층, 절연막, 반도체층 등)과, 포토레지스트가 적층된 기판(20)을 의미한다. 이러한 기판(20) 상의 포토레지스트는 도 1에 도시된 마스크(10)를 이용하여 제1 내지 제4 샷 영역(A 내지 D)으로 분할되어 노광된다. 이때, 제1 내지 제4 샷 영역(A 내지 D)의 경계부에서 노광량 편차를 보상하기 위하여 별로 제1 내지 제4 샷 영역(A 내지 D)의 노광량을 조절한다.

예를 들면, 제1 샷 영역(A)이 P+2a : P+a의 좌우측 노광량 편차를 갖는 노광기에 의해 노광된 경우, 제2 샷 영역(B)을 노광하는 경우 노광기는 전체적으로 노광량을 조절하여 그의 좌우측 노광량 편차가 P+a : P-a가 되게 한다. 이 경우, 노광기는 노광 속도(즉, 광 스캔 속도) 또는 절대 광량을 조절함으로써 그의 좌우측 노광량 편차가 P+a : P-a가 되게 한다. 이에 따라, 제1 샷 영역(A)의 우측 노광량과 제2 샷 영역(B)의 좌측 노광량과의 편차를 제거할 수 있게 된다.

또한, 제3 샷 영역(C)을 노광하는 경우 노광기는 상기와 같은 방법으로 전체적으로 노광량을 조절하여 그의 좌우측 편차가 P-a : P-3a가 되게 한다. 또한, 제4 샷 영역(D)을 노광하는 경우 노광기는 전체적으로 노광량을 조절하여 그위 좌우측 편차가 P-3a : P-5a가 되게 한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 분할 노광 방법에서는 제1 내지 제4 샷 영역(A 내지 D)의 경계부에서 다음 단 샷 영역의 좌측 노광량 편차가 이전 샷 영역의 우측 노광량 편차와 동일해지도록 제1 내지 제4 샷 영역 별로 전체적인 노광량을 조절하게 된다. 이에 따라, 제1 내지 제4 샷 영역(A 내지 D)의 경계부에서 노광량 편차로 인한 CD 편차를 방지함으로써 액정 패널에서의 스트치 얼룩이 발생되는 것을 방 지할 수 있게 된다.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 분할 노광 방법을 도시한 것이다.

도 3에 도시된 마스크(30)는 일정량의 패턴이 형성된 비중첩부(32)와, 비중첩부(32)로부터 멀어질 수록 패턴량이 감소하는 좌우 중첩부(34, 36)를 구비한다. 마스크(30)의 좌우 중첩부(34, 36)는 인접한 샷 영역간에 중첩되는 영역에 대응하는 것으로, 그 중첩부(34, 36)에 분할 형성된 패턴량은 비중첩부(32)로부터 멀어질 수록선형적으로 감소하게 한다.

이러한 마스크(30)를 이용하여 도 3에 도시된 제1 내지 제4 샷 영역(A 내지 D)을 순차적으로 노광한다. 이때, 제1 내지 제4 샷 영역(A 내지 D)의 중첩 영역(44)에는 이전 샷 공정에서 마스크(30)의 우측 중첩부(36)에 대응하여 패턴량(패턴 면적)이 선형적으로 감소하는 패턴이 전사되고, 다음 샷 공정에서 마스크(30)의 좌측 중첩부(34)에 대응하여 패턴 면적이 선형적으로 증가하는 패턴이 전사된다. 이에 따라, 제1 및 제2 샷 영역(A, B)의 중첩 영역(44)에서는 선형적으로 증가하거나 감소하도록 변화하는 패턴량에 의해 패턴간의 크기 편차가 보상되면서 비중첩 영역(42)와 같은 패턴량의 패턴이 형성된다.

또한, 제1 내지 제4 샷 영역(A 내지 D)의 중첩부(44)에서 다음 단 샷 영역의 좌측 노광량 편차가 이전 샷 영역의 우측 노광량 편차와 동일해지도록 제1 내지 제4 샷 영역(A 내지 D) 별로 전체적인 노광량을 조절하게 된다. 이에 따라, 제1 내지 제4 샷 영역(A 내지 D)의 중첩부(44)에서 노광량 편차로 인한 CD 편차를 방지함으로써 액정 패널에서의 스트치 얼룩이 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 분할 노광 방법은 샷 영역별로 전체적인 노광량을 조절하여 샷 영역간의 중첩 영역에서 다음 단 샷 영역의 좌측 노광량 편차가 이전 샷 영역의 우측 노광량 편차와 동일해지게 한다. 이에 따라, 인접한 샷 영역의 경계부에서 노광량 편차로 인한 CD 편차를 방지함으로써 액정 패널에서의 스트치 얼룩이 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (4)

1. 마스크를 이용하여 기판을 다수의 샷 영역으로 분할하여 노광하는 방법에 있어서,

   좌우측 노광량 편차를 갖는 노광기를 이용하여 인접한 샷 영역의 경계부에서 이전 샷 영역의 우측 광량 편차가 다음 샷 영역의 좌측 광량 편차와 동일해지도록 상기 샷 영역 별로 전체적인 노광량을 조절하여 인접한 샷 영역의 경계부에서 노광량 편차를 방지하는 것을 특징으로 하는 분할 노광 방법.
2. 마스크를 이용하여 중첩 영역을 포함하는 분할 노광하는 방법에 있어서,

   좌우측 노광량 편차를 갖는 노광기를 이용하여 인접한 샷 영역의 중첩부에서 이전 샷 영역의 우측 광량 편차가 다음 샷 영역의 좌측 광량 편차와 동일해지도록 상기 샷 영역 별로 전체적인 노광량을 조절하여 인접한 샹 영역의 중첩부에서 노광량 편차를 방지하는 것을 특징으로 하는 분할 노광 방법
3. 제 1 항 및 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 샷 영역 별로 노광을 위한 스캔 속도 또는 절대 광량을 조절하여 상기 노광량을 조절하는 것을 특징으로 하는 분할 노광 방법
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 마스크는 일정량의 패턴이 형성된 비중첩부와 상기 비중첩부로부터 멀어질수록 패턴량이 감소하는 좌우중첩부를 구비하는 분할 노광 방법

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