KR102644981B1 - 멀티 파장 자동 수정 스티칭을 이용하는 기판 패터닝 방법 - Google Patents

멀티 파장 자동 수정 스티칭을 이용하는 기판 패터닝 방법 Download PDF

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Abstract

멀티 파장 자동 수정 스티칭을 이용하는 기판 패터닝 방법이 개시된다. 일 실시예에 따르면, 기판 패터닝 방법은, 포토레지스트가 상부에 생성된 기판을 준비하는 단계; 상기 포토레지스트를 제1 파장의 광선에 노출시키는 단계; 상기 포토레지스트를 상기 제1 파장과 다른 제2 파장의 광선에 노출시키는 단계; 상기 포토레지스트를 촬영한 이미지로부터 오정렬을 계산하는 단계; 상기 계산된 오정렬에 기초하여 상기 기판의 위치를 조정하는 단계; 및 상기 위치가 조정된 기판의 포토레지스트를 상기 제1 파장의 광선에 재노출시키는 단계를 포함한다.

Description

멀티 파장 자동 수정 스티칭을 이용하는 기판 패터닝 방법{SUBSTRATE PATTERNING METHOD USING MULTI-WAVELENGTH AUTO-CORRECTED STITCHING}
아래의 실시예들은 기판 패터닝 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 멀티 파장 자동 수정 스티칭(Multi-wavelength auto-corrected stitching)을 이용하는 기판 패터닝 방법에 대한 것이다.
기존의 기판 패터닝 방법은 리소그래피(Lithography) 방식을 이용하여 기판 상 패턴을 형성하는 기술로서, 리소그래피 방식으로는 포토 마스크를 이용하는 방식, 마스크리스 방식, 직접 그리기 방식 및 레이저 간섭 패턴 방식 등이 있다.
이처럼 다양한 리소그래피 방식들에 따라, 기판을 구성하는 복수의 영역들 별로 빔을 조사하여 하위 패턴을 패터닝하고, 패터닝된 하위 패턴들을 연결하여 하나의 패턴을 형성하는 스티칭(Stitching) 기술이 사용될 수 있다.
이 때, 하위 패턴들에서 각도 및 변위의 오차가 발생되는 경우, 발생된 오차가 누적되기 때문에, 하위 패턴들이 연결된 하나의 패턴 상 오차가 매우 커지게 되는 스티칭 에러가 발생될 수 있다.
이에, 스티칭 에러를 해결하기 위한 기술이 요구된다.
일 실시예들은 스티칭 에러를 해결하기 위해, 멀티 파장 자동 수정 스티칭을 이용하는 기판 패터닝 방법을 제안한다.
구체적으로, 일 실시예들은 포토레지스트를 패터닝하는데 최적화된 값을 갖는 제1 파장의 광선에 포토레지스트를 노출시켜 패턴의 일부분을 패터닝하고, 제1 파장과 상이한 값을 갖는 제2 파장의 광선에 포토레지스트를 노출시켜 패턴의 나머지 일부분에 대한 밑그림을 패터닝한 뒤, 오정렬에 따라 위치가 조정된 기판의 포토레지스트를 제1 파장의 광선에 재노출시켜 패턴의 나머지 일부분을 패터닝함으로써, 자동 수정 스티칭을 이용한 기판 패터닝 방법을 제안한다.
일 실시예에 따르면, 기판 패터닝 방법은, 포토레지스트가 상부에 생성된 기판을 준비하는 단계; 상기 포토레지스트를 제1 파장의 광선에 노출시키는 단계; 상기 포토레지스트를 상기 제1 파장과 다른 제2 파장의 광선에 노출시키는 단계; 상기 포토레지스트를 촬영한 이미지로부터 오정렬을 계산하는 단계; 상기 계산된 오정렬에 기초하여 상기 기판의 위치를 조정하는 단계; 및 상기 위치가 조정된 기판의 포토레지스트를 상기 제1 파장의 광선에 재노출시키는 단계를 포함한다.
일측에 따르면, 상기 제1 파장은, 상기 포토레지스트를 패터닝하는데 최적화된 값을 갖는 파장이고, 상기 제2 파장은, 상기 포토레지스트를 패터닝하는데 최적화된 파장과 상이한 값을 갖는 파장인 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 일측에 따르면, 상기 포토레지스트를 제1 파장의 광선에 노출시키는 단계는, 상기 포토레지스트를 제1 파장의 광선에 노출시킴으로써, 상기 기판에 형성하고자 하는 패턴의 일부분을 패터닝하는 단계를 포함하고, 상기 포토레지스트를 상기 제1 파장과 다른 제2 파장의 광선에 노출시키는 단계는, 상기 포토레지스트를 상기 제2 파장의 광선에 노출시킴으로써, 상기 패턴의 나머지 일부분에 대한 밑그림을 패터닝하는 단계를 포함하며, 상기 위치가 조정된 기판의 포토레지스트를 상기 제1 파장의 광선에 재노출시키는 단계는, 상기 포토레지스트를 상기 제1 파장의 광선에 재노출시킴으로써, 상기 패턴의 나머지 일부분을 패터닝하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 포토레지스트를 촬영한 이미지로부터 오정렬을 계산하는 단계는, 상기 기판에 형성하고자 하는 패턴의 나머지 일부분과 상기 밑그림 사이의 오정렬을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 계산된 오정렬에 기초하여 상기 기판의 위치를 조정하는 단계는, 상기 기판에 형성하고자 하는 패턴의 나머지 일부분과 상기 밑그림 사이의 오정렬이 최소화되도록 상기 기판의 위치를 조정하는 단계일 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 포토레지스트를 촬영한 이미지로부터 오정렬을 계산하는 단계는, 상기 밑그림에 대한 각도 또는 변위 중 어느 하나의 오정렬을 계산하는 단계일 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 포토레지스트를 상기 제1 파장과 다른 제2 파장의 광선에 노출시키는 단계는, 상기 기판에 형성하고자 하는 패턴이 완전히 패터닝되도록 하는 제1 시간보다 짧은 제2 시간 동안 상기 포토레지스트를 상기 제2 파장의 광선에 노출시키는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 포토레지스트를 제1 파장의 광선에 노출시키는 단계는, 상기 제1 시간 동안 상기 포토레지스트를 상기 제1 파장의 광선에 노출시키는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 기판 패터닝 방법은, 포토레지스트가 상부에 생성된 기판을 준비하는 단계; 상기 기판에 형성하고자 하는 패턴의 일부분을 패터닝하기 위해, 상기 포토레지스트를 제1 파장의 광선에 노출시키는 단계; 상기 패턴의 나머지 일부분에 대한 밑그림을 패터닝하기 위해, 상기 포토레지스트를 상기 제1 파장과 다른 제2 파장의 광선에 노출시키는 단계; 상기 포토레지스트를 촬영한 이미지로부터 오정렬을 계산하는 단계; 상기 계산된 오정렬에 기초하여 상기 기판의 위치를 조정하는 단계; 및 상기 패턴의 나머지 일부분을 패터닝하기 위해, 상기 위치가 조정된 기판의 포토레지스트를 상기 제1 파장의 광선에 재노출시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 기판 패터닝 장치는, 포토레지스트가 상부에 생성된 기판에 형성하고자 하는 패턴의 일부분을 패터닝하기 위해, 상기 포토레지스트를 제1 파장의 광선에 노출시키고, 상기 패턴의 나머지 일부분에 대한 밑그림을 패터닝하기 위해, 상기 포토레지스트를 상기 제1 파장과 다른 제2 파장의 광선에 노출시키는 노출부; 상기 포토레지스트를 촬영한 이미지로부터 오정렬을 계산하는 계산부; 및 상기 계산된 오정렬에 기초하여 상기 포토레지스트가 형성된 기판의 위치를 조정하는 조정부를 포함하고, 상기 노출부는, 상기 패턴의 나머지 일부분을 패터닝하기 위해, 상기 위치가 조정된 기판의 포토레지스트를 상기 제1 파장의 광선에 재노출시킨다.
일 실시예들은 스티칭 에러를 해결하기 위해, 멀티 파장 자동 수정 스티칭을 이용하는 기판 패터닝 방법을 제안할 수 있다.
구체적으로, 일 실시예들은 포토레지스트를 패터닝하는데 최적화된 값을 갖는 제1 파장의 광선에 포토레지스트를 노출시켜 패턴의 일부분을 패터닝하고, 제1 파장과 상이한 값을 갖는 제2 파장의 광선에 포토레지스트를 노출시켜 패턴의 나머지 일부분에 대한 밑그림을 패터닝한 뒤, 오정렬에 따라 위치가 조정된 기판의 포토레지스트를 제1 파장의 광선에 재노출시켜 패턴의 나머지 일부분을 패터닝함으로써, 자동 수정 스티칭을 이용한 기판 패터닝 방법을 제안할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 기판 패터닝 방법을 수행하는 기판 패터닝 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 일실시예에 따른 기판 패터닝 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 3 내지 7은 일실시예에 따른 기판 패터닝 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 기판 패터닝 방법을 수행하는 기판 패터닝 장치를 나타낸 블록도이고, 도 2는 일실시예에 따른 기판 패터닝 방법을 나타낸 플로우 차트이며, 도 3 내지 7은 일실시예에 따른 기판 패터닝 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 기판 패터닝 방법은 자동화 및 기계화된 기판 패터닝 장치에 의해 수행되는 것으로 설명되며, 도 3에 도시된 바와 같은 패턴(310)을 기판에 형성하고자 하는 것으로, 패턴(310)의 일부분(320)과 나머지 일부분(330)을 나누어 패터닝하는 것을 특징으로 한다.
후술되는 기판 패터닝 장치의 구성부들은 광선에 기판을 노출시키는 광원, 포토레지스트에 대한 이미지를 획득하는 광학 센서, 이미지로부터 오정렬을 계산하는 프로세서 및 기판의 위치를 조정하는 스테이지의 형태로 구현될 수 있다.
기판 패터닝 장치(100)는, 노출부(110), 계산부(120) 및 조정부(130)를 포함한다. 전술된 바와 같이 노출부(110)는 광원에 해당될 수 있으며, 계산부(120) 및 조정부(130)는 각각 프로세서 및 스테이지에 해당될 수 있다.
우선, 단계(S210)에서 도 4와 같이 포토레지스트(410)가 상부에 생성된 기판(420)이 준비된다. 예를 들어, 기판 패터닝 장치(100)는, 기판(420)의 상부에 포토레지스트(410)를 코팅하여, 포토레지스트(410)가 상부에 생성된 기판(420)을 준비할 수 있다.
이어서, 단계(S220)에서 노출부(110)는 프토레지스트(410)를 제1 파장의 광선에 노출시킨다. 여기서, 제1 파장은 포토레지스트(410)를 패터닝하는데 최적화된 값을 갖는 파장으로서, 일례로, 포토레지스트(410)를 기 설정된 시간 동안 노출시켰을 때 가장 깊게 패터닝이 가능한 값의 파장일 수 있다. 이에, 단계(S220)에서는 도 5와 같이 기판(420)에 형성하고자 하는 패턴(310)의 일부분(320)이 패터닝될 수 있다.
즉, 노출부(110)는 포토레지스트(410)를 제1 파장의 광선에 노출시킴으로써, 기판(420)에 형성하고자 하는 패턴(310)의 일부분(320)을 패터닝할 수 있다.
이 때, 포토레지스트(410)가 제1 파장의 광선에 노출되는 시간은, 기판(420)에 패턴(310)이 완전히 패터닝되도록 하는 제1 시간으로 설정될 수 있다.
그 다음, 단계(S230)에서 노출부(110)는 포토레지스트(410)를 제1 파장과 다른 제2 파장의 광선에 노출시킨다. 여기서, 제2 파장은 포토레지스트(410)를 패터닝하는데 최적화된 값을 갖는 제1 파장과 상이한 값을 갖는 파장으로서, 일례로, 제1 파장의 값에 비해 현저하게 짧거나 긴 값의 파장일 수 있다. 따라서, 단계(S230)에서는 도 6과 같이 제2 파장의 광선에 노출되는 포토레지스트(410) 상에 패턴(310)의 나머지 일부분(330)이 패터닝되는 것이 아닌, 패턴(310)의 나머지 일부분(330)에 대한 밑그림(610)이 패터닝될 수 있다. 이하, 패턴(310)의 나머지 일부분(330)에 대한 밑그림(610)이란, 후술되는 단계(S260)에서 패턴(310)의 나머지 일부분(330)이 완전히 패터닝되기 위한 가이드의 일종으로서, 패턴(310)의 나머지 일부분(330)이 최소한으로 패터닝된 것(패턴으로 인식되지 않을 정도로 최소한으로 패터닝된 것)을 의미한다.
여기서, 포토레지스트(410)가 제2 파장의 광선에 노출되는 시간은, 기판(420)에 패턴(310)이 완전히 패터닝되도록 하는 제1 시간보다 짧은 제2 시간으로 설정될 수 있다.
그 다음, 단계(S240)에서 계산부(120)는 광학 센서(미도시)를 통해 포토레지스트(410)를 촬영한 이미지로부터 오정렬을 계산한다. 예를 들어, 계산부(120)는 밑그림(610)에 대한 각도 또는 변위 중 어느 하나의 오정렬을 계산할 수 있다. 이 때, 오정렬은 기판(420)에 형성하고자 하는 패턴(310)의 나머지 일부분(330)을 기준으로 밑그림(610)이 얼마만큼 어긋나 있는지를 나타낸다. 이에, 단계(240)에서 계산부(120)는 기판(420)에 형성하고자 하는 패턴(310)의 나머지 일부분(330)과 밑그림(610) 사이의 오정렬을 계산할 수 있다.
그 다음, 단계(S250)에서 조정부(130)는, 계산된 오정렬에 기초하여 기판(420)의 위치를 조정한다. 예를 들어, 조정부(130)는, 기판(420)에 형성하고자 하는 패턴(310)의 나머지 일부분(330)과 밑그림(610) 사이의 오정렬이 최소화되도록 기판(420)의 위치를 조정할 수 있다.
그 후, 단계(S260)에서 노출부(110)는, 위치가 조정된 기판(420)의 포토레지스트(410)를 제1 파장의 광선에 재노출시킨다. 이에, 단계(S260)에서는 도 7과 같이 기판(420)에 형성하고자 하는 패턴(310)의 나머지 일부분(330)이 패터닝될 수 있다.
다시 말해, 노출부(110)는 포토레지스트(410)를 제1 파장의 광선에 노출시킴으로써, 기판(420)에 형성하고자 하는 패턴(310)의 나머지 일부분(330)을 패터닝할 수 있다.
따라서, 단계(S220)를 통해 패턴(310)의 일부분(320)이 완전히 패터닝되고, 단계(S260)를 통해 패턴(310)의 나머지 일부분(330)이 완전히 패터닝됨으로써, 기판(420)에 형성하고자 하는 패턴(310)의 패터닝이 완료될 수 있다.
이처럼, 일 실시예에 따른 기판 패터닝 장치(100)는 포토레지스트(310)를 패터닝하는데 최적화된 값을 갖는 제1 파장의 광선에 포토레지스트(310)를 노출시켜 패턴(410)의 일부분(420)을 패터닝하고, 제1 파장과 상이한 값을 갖는 제2 파장의 광선에 포토레지스트(310)를 노출시켜 패턴(410)의 나머지 일부분(430)에 대한 밑그림(440)을 패터닝한 뒤, 오정렬에 따라 위치가 조정된 기판(320)의 포토레지스트(310)를 제1 파장의 광선에 재노출시켜 패턴(410)의 나머지 일부분(430)을 패터닝하는 자동 수정 스티칭을 이용함으로써, 스티칭 에러를 해결할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (10)

  1. 포토레지스트가 상부에 생성된 기판을 준비하는 단계;
    상기 기판에 형성하고자 하는 패턴의 일부분을 패터닝하기 위하여, 상기 기판에 형성하고자 하는 패턴의 일부 영역에 존재하는 포토레지스트를 제1 파장의 광선에 노출시키는 단계;
    상기 기판에 형성하고자 하는 패턴의 일부 영역과 상이한 나머지 일부 영역에에 대한 밑그림을 패터닝하기 위하여 상기 기판에 형성하고자 하는 패턴의 일부 영역과 상이한 나머지 일부 영역에 존재하는 포토레지스트를 상기 제1 파장과 다른 제2 파장의 광선에 노출시키는 단계;
    상기 포토레지스트를 촬영한 이미지로부터 오정렬을 계산하는 단계;
    상기 계산된 오정렬에 기초하여 상기 기판의 위치를 조정하는 단계; 및
    상기 패턴의 나머지 일부 영역을 패터닝하기 위하여 상기 위치가 조정된 기판에서 상기 나머지 일부 영역을 적어도 부분적으로 포함하는 영역에 존재하는 포토레지스트를 상기 제1 파장의 광선에 재노출시키는 단계
    를 포함하는 기판 패터닝 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 파장은,
    상기 포토레지스트를 패터닝하는데 최적화된 값을 갖는 파장이고,
    상기 제2 파장은,
    상기 포토레지스트를 패터닝하는데 최적화된 파장과 상이한 값을 갖는 파장인 것을 특징으로 하는 기판 패터닝 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 포토레지스트를 촬영한 이미지로부터 오정렬을 계산하는 단계는,
    상기 기판에 형성하고자 하는 패턴의 나머지 일부 영역과 상기 밑그림 사이의 오정렬을 계산하는 단계
    를 포함하는 기판 패터닝 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 계산된 오정렬에 기초하여 상기 기판의 위치를 조정하는 단계는,
    상기 기판에 형성하고자 하는 패턴의 나머지 일부 영역과 상기 밑그림 사이의 오정렬이 최소화되도록 상기 기판의 위치를 조정하는 단계인, 기판 패터닝 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 포토레지스트를 촬영한 이미지로부터 오정렬을 계산하는 단계는,
    상기 밑그림에 대한 각도 또는 변위 중 어느 하나의 오정렬을 계산하는 단계인, 기판 패터닝 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 포토레지스트를 상기 제1 파장과 다른 제2 파장의 광선에 노출시키는 단계는,
    상기 기판에 형성하고자 하는 패턴이 완전히 패터닝되도록 하는 제1 시간보다 짧은 제2 시간 동안 상기 기판에 형성하고자 하는 패턴의 일부 영역과 상이한 나머지 일부 영역에 존재하는 포토레지스트를 상기 제2 파장의 광선에 노출시키는 단계
    를 포함하는 기판 패터닝 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 포토레지스트를 제1 파장의 광선에 노출시키는 단계는,
    상기 제1 시간 동안 상기 기판에 형성하고자 하는 패턴의 일부 영역에 존재하는 상기 포토레지스트를 상기 제1 파장의 광선에 노출시키는 단계
    를 포함하는 기판 패터닝 방법.
  9. 삭제
  10. 포토레지스트가 상부에 생성된 기판에 형성하고자 하는 패턴의 일부분을 패터닝하기 위하여, 상기 기판에 형성하고자 하는 패턴의 일부 영역에 존재하는 포토레지스트를 제1 파장의 광선에 노출시키고, 상기 기판에 형성하고자 하는 패턴의 일부 영역과 상이한 나머지 일부 영역에에 대한 밑그림을 패터닝하기 위하여 상기 기판에 형성하고자 하는 패턴의 일부 영역과 상이한 나머지 일부 영역에 존재하는 포토레지스트를 상기 제1 파장과 다른 제2 파장의 광선에 노출시키는 노출부;
    상기 포토레지스트를 촬영한 이미지로부터 오정렬을 계산하는 계산부; 및
    상기 계산된 오정렬에 기초하여 상기 포토레지스트가 형성된 기판의 위치를 조정하는 조정부
    를 포함하고,
    상기 노출부는,
    상기 패턴의 나머지 일부 영역을 패터닝하기 위하여 상기 위치가 조정된 기판에서 상기 나머지 일부 영역을 적어도 부분적으로 포함하는 영역에 존재하는 포토레지스트를 상기 제1 파장의 광선에 재노출시키는, 기판 패터닝 장치.
KR1020210019292A 2021-02-10 2021-02-10 멀티 파장 자동 수정 스티칭을 이용하는 기판 패터닝 방법 KR102644981B1 (ko)

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