KR20030063066A - 분할 노광방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 분할 노광방법은 포토마스크(1A)의 비투광 스페이스(26)의 폭을 줄이도록 포토마스크(1A)와 기판(4A)을 상대적으로 이동시키고, 기판(4A)의 인접하는 노광영역간의 거리를 단축시켜 기판(4A)에 노광영역(21내지 24)의 노광 패턴을 전사함으로서 기판면의 효율적인 이용을 가능하게 한다.

Description

분할 노광방법{PARTITION EXPOSURE METHOD}
본 발명은 포토마스크를 통하여 광을 기판에 조사함으로서 포토마스크에 그려진 패턴을 기판에 전사하는 노광방법에 관한 것으로서, 보다 특정적으로는 분할 노광방법에 관한 것이다.
프린트기판에 형성되는 도전 패턴은 해마다 고밀도화, 고정밀도화가 요망되고 있다. 그로나 프린트기판의 주된 재료인 플라스틱은 온도나 습도의 변화에 의해 치수 변화가 생긴다. 도전 패턴과 절연층을 적층하여 이루어지는 적층기판에 있어서는, 프린트기판의 치수 변화에 기인하여 각 층의 도전 패턴 형상에 오차가 생긴 경우, 미리 정해진 다수의 위치에 있어서, 미세한 도전구멍을 통하여 정밀도 있게 상하의 도전 패턴을 전기적으로 접속하기 곤란하게 되어 프린트기판의 고밀도화로의 요구에 장해가 되고 있다.
이러한 장해를 적게 하는 방법으로서, 프린트기판의 크기를 작게 하면 치수 변화도 비례하여 작게 할 수 있다. 그러나 생산성의 관점에서 비교적 큰 기판을 사용하여 많은 면을 취하는 것이 요망된다.
그래서 기판으로의 노광 공정에서는, 기판의 노광영역을 복수로 분할하고, 노광영역을 작게 하여 포토마스크에 그려진 패턴을 정밀도 있게 기판에 전사하는분할 노광방법이 채용되어 있다.
이 분할 노광방법에서, 기판의 모든 영역을 조사하는 광원을 이용하는 경우, 임의로 분할된 노광영역에만 광을 조사하고, 포토마스크에 그려진 패턴을 기판에 전사하기 위해서는 다른 영역의 광 조사를 차단하는 차광체가 필요하다.
이 목적으로 이용되는 차광체(예를 들면, 평판 형상 차광체)는 포토마스크면에 평행한 면 위를 XY방향으로 독립적으로 이동 가능하게 할 필요가 있다. 여기서 차광체로서는, 일반적으로는 X방향으로 이동하는 X방향 차광체와, Y방향으로 이동하는 Y방향 차광체를 마련하지만, 이 X방향 차광체와 Y방향 차광체로 이루어지는 평판 형상 차광체를 구비한 경우에는, 평판 형상 차광체와 포토마스크면 사이에 소정의 간격을 두고, 또한 X방향 차광체와 Y방향 차광체 사이에도 소정의 간격을 두어 포토마스크면 상에 겹쳐서 배치할 필요가 있다.
여기서 도 8에 종래의 분할된 노광영역(121, 122, 123, 124) 및 비투광 스페이스(125 내지 130)가 마련되는 포토마스크(101)의 평면도를 도시하고, 도 9에 피노광 패턴(151 내지 154)이 전사된 기판(104)의 평면도를 도시한다.
종래의 방법에 의거한 분할 노광방법에 이용되는 포토마스크(101) 및 기판(104)에 의하면, 도 1O의 단면도에 도시한 바와 같이, 포토마스크(101)의 패턴이 그려진 면에서 차광체(7)까지는 소정의 거리(도 10중 S3)가 필요하고, 차광체(107)의 포토마스크(101)측과 반대방향측으로부터 광(9)을 포토마스크(101)를 향하여 조사하면, 조사되는 광은 반드시 포토마스크(101)면에 대하여 수직이 아니기 때문에 차광체(107)의 단부(107E)에 대응하는 포토마스크면 상에서는, 포토마스크(101)면으로부터 차광체(107)까지의 거리에 비례한 폭(g1)으로 명암의 구별이 명확하지 않고 조도가 0 내지 100%의 범위에서 변화되는 소위 「그레이 존」이 생긴다.
이 그레이 존은 조도가 일정하지 않기 때문에 포토마스크(101)의 분할된 노광영역(121, 122, 123, 124)의 패턴을 기판(104)에 전사하기 위해서는 적합하지 않다. 그 때문에 기판(104)의 각 피노광 패턴(151 내지 154)의 상호간에는, 도 9에 도시한 바와 같이, 그레이 존 폭(g1) 이상의 간격(g2)을 마련할 필요가 있었다. 또한 그레이 존에는 노광 공정 후 현상하면 불안정한 포토레지스트가 기판(104)상에 남아, 품질상의 문제를 남기게 된다.
그래서 이 기판(104)에 마련되는 각 피노광 패턴(151 내지 154) 사이의 스페이스는, 기판(104)의 효율적인 이용의 관점에서는 극력 좁게 하여야 한다. 그러나, 상술한 바와 같이 평판 형상 차광체(X방향 차광체, Y방향 차광체)는 포토마스크면에 평행한 면을 XY방향으로 독립적으로 이동 가능하게 하기 위해, 평판 형상 차광체는 포토마스크면과 간격을 두고, 또한 X방향 차광체와 Y방향 차광체의 상호간에 있어서도 간격을 두어 포토마스크면 상에 포개져 있기 때문에, 포토마스크의 패턴이 그려진 면에서 차광체까지의 거리(S3)를 단축하여 스페이스를 더욱 좁게 하는 것은 곤란하다.
본 발명의 목적은 포토마스크의 패턴이 그려진 면으로부터 차광체까지의 거리를 단축하지 않더라도, 기판의 효율적인 이용을 가능하게 하는 분할 노광방법을 제공하는데 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 의거한 분할 노광방법에 있어서는, 포토마스크와, 포토레지스트가 표면에 도포 또는 부착된 기판을 접촉 또는 근접하여 배치하고, 상기 포토마스크를 통하여 광을 상기 기판에 조사함으로서 상기 포토마스크에 그려진 패턴을 분할하여 상기 기판에 전사하는 분할 노광방법으로서, 상기 포토마스크에 그려진 패턴을 분할하여 상기 기판에 전사하기 위한 광을 차폐하기 위한 차광체를 구비하고, 상기 포토마스크에는 복수의 노광영역으로 분할하고, 각각의 상기 노광영역에 소정의 노광 패턴이 그려지는 동시에, 서로 인접하는 상기 노광영역 사이에는 미리 정한 폭의 비투광 스페이스가 마련되고, 상기 노광영역의 각각의 상기 노광 패턴을 상기 기판에 차례로 전사하는 과정에서, 상기 포토마스크의 상기 비투광 스페이스 폭을 줄이도록 상기 포토마스크와 상기 기판을 상대적으로 이동시킴으로써, 인접하는 상기 노광영역간 거리를 단축하여 상기 기판에 각 상기 노광영역의 노광 패턴을 전사하는 것을 특징으로 한다.
상기 노광방법에 의하면, 포토마스크와 기판을 상대적으로 이동시키고, 인접하는 노광영역간의 거리를 단축하고, 기판에 각 노광영역의 노광 패턴을 전사하는 것이기 때문에, 기판에 전사된 피노광 패턴의 상호간의 간격은 종래의 비투광 스페이스의 폭을 그대로 전사하는 경우에 비하여 작게 하는 것이 가능하게 되며 기판의 효율적인 이용이 가능하게 된다.
또한 상기 노광방법에 있어서 바람직하게는, 상기 차광체의 단부를 전사되는소정의 노광영역에 인접하는 상기 비투광 스페이스 폭의 거의 중앙에 겹치는 위치에 배치함으로서, 전사되는 소정의 노광영역 이외의 노광영역을 차광하고, 상기 기판에 소정 노광영역의 노광 패턴을 전사한다. 이와 같이, 본원의 분할 노광방법에 의하면, 비투광 스페이스 폭의 거의 중앙에 겹치는 위치에 차광체의 단부를 배치하면 좋고, 종래의 분할 노광방법과 같이 차광체를 정밀도 있게 정지시킬 필요가 없다. 그 결과, 차광체의 이동기구의 간소화를 도모하는 것을 가능하게 하고 있다.
이 경우, 차광체로서는, 포토마스크와 평행한 면 위를 XY방향의 적어도 한방향으로 이동 가능한 하나 또는 복수의 차광체로 구성되어 있는 것이 바람직하고, 또한 이 차광체는 평판 형상으로 구성되어 있는 것이 더욱 바람직하다.
또한 상기 노광방법에 있어서 더욱 바람직하게는, 인접하는 분할 영역간의 거리를 단축하여 기판에 각 분할 영역의 패턴을 전사하기 위해 포토마스크와 기판을 상대적으로 이동하는 수단으로서, 포토마스크와 기판과의 위치 맞춤용의 위치맞춤 마크 및 위치맞춤 장치를 공용하는 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명에 의거한 실시 형태에 있어서 분할 노광방법에 이용되는 포토마스크의 평면도.
도 2는 본 발명에 의거한 실시 형태에 있어서 분할 노광방법에 이용되는 차광체, 포토마스크 및 기판을 노광 광원측에서 본 평면도.
도 3은 도 2중 Ⅲ-Ⅲ선 화살표 단면도.
도 4는 도 3중 Ⅳ로 둘러싸이는 영역의 부분 확대도.
도 5는 본 발명에 의거한 실시 형태에 있어서 기판에 전사되는 피노광 패턴의 평면도.
도 6은 본 발명에 의거한 다른 실시 형태에 있어서 분할 노광방법에 이용되는 포토마스크의 편면도.
도 7은 본 발명에 의거한 다른 실시 형태에 있어서 기판에 전사되는 피노광 패턴의 평면도.
도 8은 종래의 기술에 있어서 분할 노광방법에 이용되는 포토마스크의 평면도.
도 9는 종래의 기술에 있어서 기판에 전사되는 피노광 패턴의 평면도.
도 10은 종래의 기술에 있어서 분할 노광방법의 문제점을 도시한 단면도.
이하, 본 발명에 의거한 실시 형태에 있어서 분할 노광방법의 실시 형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 또한 이하에 도시한 분할 노광방법에 있어서는, 한 예로서 노광영역을 4분할하는 경우에 관해 설명하지만, 기타, 2분할, 6분할 등의 복수 분할하는 노광방법에 적용하는 것이 가능하다.
우선, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 있어서 분할 노광방법에 관해설명한다.
도 1을 참조하여, 본 분할 노광방법에 이용되는 포토마스크(1A)에는, 그 평면 영역을 4분할하여 소정의 노광 패턴이 그려진 노광영역(21, 22, 23, 24)이 마련되고, 노광영역(21, 22, 23, 24)의 각각을 둘러싸도록 노광광을 투과하지 않은 비투광 스페이스(25 내지 30)가 마련되어 있다. 노광영역(21, 22, 23, 24)의 상호간에 위치하는 비투광 스페이스(25, 26)의 폭(Ay, Ax)은 상술한 「그레이 존」보다 충분히 넓은 폭이 마련되어 있다.
또한 각 노광영역(21, 22, 23, 24)의 4구석 부근에는 노광시에 기판과의 위치맞춤을 행하기 위한 포토마스크측 위치맞춤 마크(3)가 각각 마련되고, 한편, 기판(4A)의 전사영역에도 기판 위치맞춤 마크(6)(후술하는 도 5 참조)가 마련되어 있다.
다음에 도 2 및 도 3을 참조하여, 상술한 포토마스크(1A)와, 포토레지스트(도시 생략)가 표면에 도포 또는 부착되고 포토마스크(1A)에 대하여 접촉 또는 소정의 간격을 두도록 근접하여 배치되어 있는 기판(4A)이, 소정 위치에 배치되어 있다.
포토마스크(1A)의 노광 광인 광(9)이 조사되는 쪽에는 포토마스크(1A)에 대하여 소정의 간격을 두고 X방향으로 이동 가능하게 마련되는 X방향 이동차광판(7)과, 이 X방향 이동차광판(7)의 광(9)이 조사되는 반대측에는 X방향 이동차광판(7)에 대하여 소정의 간격을 두고 Y방향으로 이동 가능하게 마련되는 Y방향 이동차광판(8)이 마련되어 있다.
도 2에 도시한 상태에 있어서는, 포토마스크(1A)의 노광영역(21)만이 노출되고, 다른 노광영역(22 내지 24)은 X방향 이동차광판(7), Y방향 이동차광판(8) 및 포토마스크(1A)의 비투광 스페이스(25, 26)에 덮여 광(9)이 조사되지 않은 상태가 선택되어 있다. 이 때, 노광영역(21) 이외의 영역을 차광하기 위해서는, XY방향으로 단독으로 이동 가능한 X방향 이동차광판(7) 및 Y방향 이동차광판(8)을 적절히 이동시켜, X방향 이동차광판(7)의 단부(7E) 및 Y방향 이동차광판(8)의 단부(8E)가 비투광 스페이스(25, 26)의 거의 중앙으로 되는 위치까지 이동시키면 좋다.
다음에 포토마스크(1A)와 기판(4A)이 근접하여 겹친 상태로, 포토마스크(1A)와 기판(4A)을 상대적으로 이동시켜 포토마스크(1A)의 노광영역(21)과 기판(4A)의 미리 정한 전사영역(51)을 맞춘다. 이 때, 포토마스크(1A)와 기판(4A)을 상대적으로 이동시켜 포토마스크(1A)의 노광영역(21)과 기판(4A)의 미리 정한 전사영역(51)을 정밀도 있게 맞추기 위해서는, 포토마스크(1A)와 기판(4A)에 마련된 포토마스크측 위치맞춤 마크(3)와 기판측 위치맞춤 마크(6)를 CCD 카메라(도시생략)로 판독하고 그 데이터에 의거하여 포토마스크(1A)와 기판(4A)을 위치맞춤하는 장치를 이용하는 것이 바람직하다.
또한 X방향 이동차광판(7) 및 Y방향 이동차광판(8)의 위치 결정, 포토마스크(1A) 및 기판(4A)의 위치 결정에 관해서는, 상기한 순서에 한하지 않고, 포토마스크(1A) 및 기판(4A)의 위치 결정 후에 X방향 이동차광판(7) 및 Y방향 이동차광판(8)의 위치 결정을 행하는 경우도 있고, 또한 프로그램 제어에 의해 최종적으로 각각의 위치 결정이 행하여지는 경우도 고려된다.
다음에 노광시에는 일반적으로는 포토마스크(1A)와 기판(4A)을 밀착시키고, 노광을 위한 광(9)이 포토마스크(1A)를 통하여 기판(4A)에 조사되어 포토마스크(1A) 노광영역(21)의 노광 패턴이 기판(4A)의 전사영역(51)에 피노광 패턴으로서 전사된다.
그 후 노광영역(22 내지 24)의, 기판(4A) 전사영역(52 내지 54)으로의 노광에 있어서는, 포토마스크(1A)의 비투광 스페이스(25, 26)의 폭을 줄이도록, 포토마스크(1A)와 기판(4A)을 상대적으로 이동시켜 인접하는 기판(4A)의 노광영역(52 내지 54) 사이의 거리를 단축하여 기판(4A)에 노광영역(22 내지 24)의 노광 패턴을 전사한다. X방향 이동차광판(7) 및 Y방향 이동차광판(8)의 동작에 관해서는 상기한 바와 같다.
기판(4A)의 전사영역(51 내지 54)에 피노광 패턴이 전사된 후는, 공지의 포토리소그래피 기술을 이용하여 기판(4A) 위에 소정의 패턴 형상을 갖는 배선 등이 형성되게 된다.
(작용·효과)
이상, 본 발명에 의거한 분할 노광방법에 의하면, 도 4에 도시한 바와 같이, 비투광 스페이스(26)의 폭(Ax)을 차광체(7)의 단부(7E)를 통과하는 광에 의해 생기는 소위 그레이 존의 폭(g1)보다 충분히 크게 마련되어 있다. 이로써 차광체(7)의 단부(7E)에 기인하는 그레이 존의 영향을 확실히 배제 가능하게 하고 있다.
한편, 기판(4A)면으로부터 포토마스크(1A)까지의 거리(S2)는 충분히 짧게 설정할 수 있기 때문에 비투광 스페이스(26)의 단부(26E)를 통과하는 광에 의해 생기는 소위 그레이 존의 폭(g2)은 극단적으로 좁게 하는 것이 가능하게 된다. 또한 포토마스크(1A)와 기판(4A)을 밀착시켜 노광하면 그레이 존의 폭(g2)은 0으로 하는 것도 가능하다. 또한 상기 효과에 관해서는 비투광 스페이스(25)측에서도 마찬가지로 얻어지는 것이다.
또한 노광영역(21)의 전사 후, 포토마스크(1A)와 기판(4A)을 상대적으로 이동시켜 포토마스크(1A)의 비투광 스페이스(25, 26)의 폭을 줄이도록, 포토마스크(1A)와 기판(4A)을 상대적으로 이동시키고, 인접하는 기판(4A)의 노광영역간의 거리를 단축하여 기판(4A)에 다른 노광영역(22 내지 24)의 노광 패턴을 전사함으로서. 도 5에 도시한 바와 같이, 기판(4A)의 전사영역(51 내지 54)의 간격(Bx, By)도 극단적으로 좁게 또는 0으로 하는 것도 가능하게 된다. 이로써 기판(4A)의 전 면적에 대한 패턴 면적비율이 향상하여 생산성을 높이는 동시에 가격 저감을 도모할 수 있다. 또한 그레이 존에서의 노광이 없어지기 때문에 품질의 향상에도 기여 할 수 있다.
또한 상기 포토마스크(1A) 및 기판(4A)에서는, 노광영역(21 내지 24)의 외주부에 비투광 스페이스(27 내지 30)를 마련하는 경우에 관해 설명하고 있지만, 예를 들면, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 노광영역(21 내지 24)의 외주부에는 비투광 스페이스를 전혀 마련하지 않는 포토마스크(1B)를 채용하는 것도 가능하다. 이로써 기판(4B)의 전 면적에 대한 패턴 면적비율이 더욱 향상되어 생산성을 높이는 동시에 비용 저감을 더욱 도모하는 것이 가능하게 된다.
본 발명에 의거한 분할 노광방법에 의하면, 포토마스크와 기판을 상대적으로 이동시키고, 인접하는 노광영역간의 거리를 단축하여 기판에 각 노광영역의 노광 패턴을 전사하기 때문에, 기판에 전사된 피노광 패턴의 상호간의 간격은, 종래의 비투광 스페이스의 폭을 그대로 전사하는 경우에 비하여, 작게 할 수 있게 되어, 기판의 효율적인 이용이 가능하게 된다.

Claims (3)

  1. 포토마스크(1A, 1B)와, 포토레지스트가 표면에 도포 또는 부착된 기판(4A, 4B)을 접촉 또는 근접하여 배치하고, 상기 포토마스크(1A, 1B)를 통하여 광(9)을 상기 기판(4A, 4B)에 조사함으로서 상기 포토마스크(1A, 1B)에 그려진 패턴을 분할하여 상기 기판(4A, 4B)에 전사하는 분할 노광방법에 있어서,
    상기 포토마스크(1A, 1B)에 그려진 패턴을 분할하여 상기 기판(4A, 4B)에 전사하기 위한 광(9)을 차폐하기 위한 차광체(7, 8)를 구비하는 단계와,
    상기 포토마스크(1A, 1B)에는 복수의 노광영역(21 내지 24)으로 분할되어, 각각의 상기 노광영역(21 내지 24)에 소정의 노광 패턴이 그려져 있는 동시에, 서로 인접하는 상기 노광영역(21 내지 24)의 사이에는 미리 정한 폭의 비투광 스페이스(25 내지 30)를 마련하는 단계와,
    상기 노광영역(21 내지 24) 각각의 상기 노광 패턴을 상기 기판(4A, 4B)에 차례로 전사하는 과정에서, 상기 포토마스크( 1A, 1B)의 상기 비투광 스페이스(25 내지 30)폭을 줄이도록, 상기 포토마스크(1A, 1B)와 상기 기판(4A, 4B)을 상대적으로 이동시킴으로써 인접하는 상기 노광영역(21 내지 24)간의 거리를 단축하고, 상기 기판(4A, 4B)에 각 상기 노광영역(21 내지 24)의 노광 패턴을 전사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 분할 노광방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 차광체(7, 8)의 단부를, 전사되는 소정의 노광영역(21 내지 24)에 인접하는 상기 비투광 스페이스(25 내지 30) 폭의 거의 중앙에 겹치는 위치에 배치함으로서, 전사되는 소정의 노광영역(21 내지 24) 이외의 노광영역(21 내지 24)을 차광하고, 상기 기판(4A, 4B)에 소정의 노광영역(21 내지 24)의 노광 패턴을 전사하는 것을 특징으로 하는 분할 노광방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    인접하는 상기 노광영역(21 내지 24)간의 거리를 단축하여 상기 기판(4A, 4B)에 각 분할 영역의 패턴을 전사하기 위해, 상기 포토마스크(1A, 1B)와 상기 기판(4A, 4B)을 상대적으로 이동시키기 위해 상기 포토마스크(1A, 1B)와 상기 기판(4A, 4B)과의 위치맞춤용의 위치맞춤 마크 및 위치맞춤 장치를 공용하는 것을 특징으로 하는 분할 노광방법.
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